[发明专利]一种镁基氢化物复合储热材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁基氢化物复合储热材料，属于金属氢化物储热材料领域。

背景技术

金属氢化物材料具有储氢和储热双重功能，在氢化反应的同时将释放大量的热，相比传统熔融盐储热材料200～400kJ/kg蓄热量，其吸放氢反应热可达2MJ/kg以上，因此，金属氢化物储热材料可广泛应用于太阳能光热发电、工业余热利用、制冷制热等领域。在金属氢化物材料中，镁基氢化物的反应热焓密度居于前列，且镁矿产资源十分丰富，价格低廉，因此镁基氢化物在规模储热应用方面具有显著优势。然而，由于充放氢速度和导热性能较差，传统的镁基氢化物材料在储热方面的应用受到了限制，而氢化物在高温下的晶粒长大问题也影响到了其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储热密度高、吸氢量大、吸氢速度快、高温稳定性好的镁基氢化物复合储热材料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种镁基氢化物复合储热材料，由镁基氢化物储热介质和催化添加剂组成，其中，所述催化添加剂包括吸放氢催化剂和高温稳定添加剂。

其中，所述镁基氢化物储热介质为MgH₂、Mg₂NiH₄和La₂Mg₁₇H₁₇中的至少一种。所述吸放氢催化剂为La-Ni合金、Ni-Y合金、Ti-Mn合金、Pd和Nb₂O₅中的至少一种。所述高温稳定添加剂为TiH₂、V₂O₅、Nb₂O₅、WO₃和Ni-Y合金中的至少一种。

优选地，所述镁基氢化物储热介质的质量分数为75％-90％，所述催化添加剂质量分数为10％-25％。

优选地，所述催化添加剂中吸放氢催化剂和高温稳定添加剂的质量比为1∶3-3∶1。

优选地，所述催化添加剂中吸放氢催化剂和高温稳定添加剂的质量比为1∶1。

本发明的优点在于：

本发明的镁基氢化物复合储热材料具有储热密度高、吸氢量大、吸氢速度快、高温稳定性好等特点。

附图说明

图1为实施例1的镁基氢化物复合储热材料的吸氢性能曲线。

图2为实施例1的镁基氢化物复合储热材料的高温使用寿命曲线。

图3为实施例2的镁基氢化物复合储热材料的吸氢性能曲线。

图4为实施例2的镁基氢化物复合储热材料的高温使用寿命曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。

经研究，镁基氢化物储热材料必须在多相掺杂催化和纳米尺度晶粒条件下才具有良好的氢化性能。其中，将储氢合金、过渡金属氧化物、贵金属等材料作为催化剂引入，可以显著提高储热材料的吸放氢速度，某些金属氢化物和氧化物具有高温稳定性，将其引入可以阻止镁基氢化物在高温下的晶粒长大问题。因此，本发明在总结现有技术的基础上，向镁基氢化物中引入催化添加剂，有效解决了镁基氢化物的充放氢速度和使用寿命问题。

本发明提供的镁基氢化物复合储热材料，由镁基氢化物储热介质和催化添加剂组成。

其中，镁基氢化物储热介质为MgH₂、Mg₂NiH₄、La₂Mg₁₇H₁₇中的一种或几种。催化添加剂包括吸放氢催化剂和高温稳定添加剂。根据文献报道和实验数据，La-Ni合金、Ni-Y合金、Ti-Mn合金、Pd、Nb₂O₅等材料能够显著提高镁基氢化物复合储热材料的吸放氢速度，从而提高其吸放热速度，TiH₂、V₂O₅、Nb₂O₅、WO₃、Ni-Y合金等具有高温稳定性，可以阻止镁基氢化物在高温下的晶粒长大问题，显著改善镁基氢化物的高温使用寿命。