[发明专利]添加铜元素的镁铝系储氢合金及制备方法无效

专利信息
申请号: 201210118156.0 申请日: 2012-04-19
公开(公告)号: CN102634714A 公开(公告)日: 2012-08-15
发明(设计)人: 陈玉安;周彩瑜;姬长春;吴冲 申请(专利权)人: 重庆大学
主分类号: C22C30/02 分类号: C22C30/02;C22C1/04
代理公司: 重庆志合专利事务所 50210 代理人: 胡荣珲
地址: 400044 *** 国省代码: 重庆;85
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摘要:
搜索关键词: 添加 铜元 镁铝系储氢 合金 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种储氢材料,特别涉及添加铜元素的镁铝系储氢合金及制备方法。

背景技术

由于化石燃料的无限利用和自然界碳能源的急剧衰减,化石燃料燃烧带来的二氧化碳排放量从1990年的207亿吨增长到2006年的325吨,这一数字比预期的增长速度还快35%。未来的能源体系应该是可靠的,易得的,清洁的,灵活的,低消耗的。氢是自然界中蕴藏丰富的元素,并且是一种最轻的燃料,单位质量下储存的能量较大,氢是一种绿色能源,因此人们认为氢能是未来能源的发展方向。但制约着氢能的利用的关键要素是氢气的储存。寻找到一种有效的储氢材料是近期人们研究的重点。到目前为止,大多数的储氢合金例如LaNi5,TiFe,TiMn2,储氢量都低于2wt%,不能达到能源部实际应用的目标。镁系列的氢化物是一种具有竞争力的储氢材料候选者,它的理论储氢量能达到7.6wt%。但由于MgH2的吸放氢动力学性能差,虽然有较高的吸氢量但却不能投入生产使用。近年来,Mg-Al合金因其质量轻、成本低而获得人们的喜爱。有学者报道Mg17Al12具有吸放氢的能力,并且其吸氢量为4.4wt%,相比Mg2Ni等储氢材料,吸氢量有一定的提升,但Mg17Al12的吸氢速率较慢、吸氢量不能在短时间内达到理论值,有研究者运用BMA的方法制备出Mg17Al12,其性能得到一定的改善,在523K,5.3MPa吸的吸氢量为3.2wt%,还远未达到理论吸氢量。有人运用球磨方法球磨Mg17Al12,观察10-100h后的Mg17Al12的吸放氢性能,发现其在球磨了30h、70h、100h后其吸氢性能才分别能达到4.03wt%、4.27wt%、4.18wt%,其吸氢量虽然接近理论值,但是球磨时间过长,不利于实际使用。同时还有人在Mg17Al12中添加了纳米TiO2,但其在573K吸氢1400min后,吸氢量降为3.5wt%,但由于纳米材料成本较高,不易获得。

发明内容

本发明的目的是提供一种添加铜元素的镁铝系储氢合金及制备方法,该添加铜元素的镁铝系储氢合金能有效提升其吸氢量和吸氢速率,改善了镁的吸放氢动力学性能。可用于氢气的过滤、提纯和储运。本发明所述生产方法简便,容易实施,耗能小。

本发明的技术方案是:添加铜元素的镁铝系储氢合金,该添加铜元素的镁铝系储氢合金在惰性气氛下,通过机械球磨得到,其化学组分为17Mg12Al-xCu,其中5≤x≤10。

制备上述添加铜元素的镁铝系储氢合金有以下步骤:

1)按照镁和铝的原子比为17∶12取各组分粉末,在惰性气氛下,球料比20∶1,机械球磨12h,得到了Mg17Al12合金;

2)按照17Mg12Al-xCu,5≤x≤10的化学计量,称取步骤1)所得的Mg17Al12合金材料和Cu金属粉末,在惰性气氛下,球料比20∶1,机械球磨时间为2小时,得到添加铜元素的镁铝系储氢合金。

所述机械球磨转速为600rmp。

步骤1)球磨过程中,每球磨两小时将Mg金属和Al金属的混合粉末置于充满惰性气氛下用研钵破碎至粉末状。

所述惰性气氛为氩气气氛。

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