[发明专利]纳米三氟化钛催化Mg-RE-Ni-Al-Ti-Co基贮氢合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米三氟化钛催化的Mg‑RE‑Ni‑Al‑Ti‑Co基贮氢合金的制备方法，其化学组成为：Mg_18‑x‑yLa_xRE_yNi_2‑z‑mAl_zTi_m+50(wt)％Co+n(wt)％TiF₃；其中，x、y、z、m为原子比，1<x<3，0.2<y<1，0<z<1，0<m<1，n为TiF₃占Mg_18‑x‑yLa_xRE_yNi_2‑z‑mAl_zTi_m的质量百分比，3<n<8；RE包括稀土元素Ce、Nd、Y、Sm和Gd中的至少一种。本发明提供的贮氢合金具有高贮氢容量和优异的动力学性能，其不仅在较低的温度下具有高的吸放氢能力，而且吸放氢动力学性能也大幅度提高。

技术领域

本发明涉及储氢材料技术领域，具体涉及一种纳米TiF₃催化的Mg-RE-Ni-Al-Ti-Co基贮氢合金的制备方法。

背景技术

金属氢化物由于高效安全的贮氢性能而被认为是燃料电池理想的氢燃料载体，但当前已经商业化的贮氢材料其贮氢容量均不能满足燃料电池的要求。镁基合金由于贮氢密度高及资源极为丰富等特点，被公认为是最具潜力的贮氢材料。其中Mg₁₇La₂型合金的贮氢容量约为6wt％，就其贮氢容量而言，完全满足燃料电池对容量的要求。然而，晶态的Mg₁₇La₂合金在室温下几乎没放氢的能力，常规熔铸工艺制备的合金吸放氢动力学极差。因此，如何降低合金氢化物的热稳定性及提高合金吸放氢动力学成为研究者面临的严峻挑战。

基于此，研究一种新型的具有高的吸放氢能力以及优异吸放氢动力学性能的贮氢合金尤为重要。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供旨在一种纳米TiF₃催化的Mg-RE-Ni-Al-Ti-Co基贮氢合金的制备方法。本发明提供的贮氢合金采用多元稀土及添加一定量的镍、铝及钛，并与钴粉混合进行球磨，在球磨的过程中加入少量的纳米TiF₃作为催化剂，获得具有高贮氢容量和优异的动力学性能的纳米晶-非晶Mg₁₇La₂型贮氢合金，其不仅在较低的温度下具有高的吸放氢能力，而且吸放氢动力学性能也大幅度提高。

为此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种贮氢合金，贮氢合金包括第一组分：第一组分的化学式为Mg_18-x-yLa_xRE_yNi_2-z-mAl_zTi_m；其中，x、y、z、m为原子比，1<x<3，0.2<y<1，0<z<1，0<m<1；RE包括稀土元素Ce、Nd、Y、Sm和Gd中的至少一种。

在本发明的进一步实施方式中，贮氢合金还包括第二组分，第二组分的化学式为Co，即金属钴粉；Co的质量占Mg_18-x-yLa_xRE_yNi_2-z-mAl_zTi_m质量的50％，即贮氢合金的化学式为Mg_18-x-yLa_xRE_yNi_2-z-mAl_zTi_m+50(wt)％Co。