[发明专利]燃料电池用石墨烯催化的贮氢合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池用石墨烯催化的贮氢合金的制备方法，所述合金的化学式组成为Mg_100‑x‑yTi_xV_ySm_12‑zRE_zNi_10‑mAl_m+n wt.％石墨烯，其中，RE至少为La、Nd、Y或Gd中的一种，x、y、z、m为原子比，且3≤x≤10，2≤y≤6，1≤z≤3，2≤m≤5；n为所述石墨烯占Mg_100‑x‑yTi_xV_ySm_12‑zRE_zNi_10‑mAl_m的质量百分比，0<n≤0.2。本发明的燃料电池用石墨烯催化的贮氢合金，在稀土镁合金中添加多元稀土及一定数量的钛、钒、镍及铝，在保证不降低合金吸氢量的前提下，降低合金的热稳定性，改善合金的放氢热力学及动力学。

技术领域

本发明属于贮氢合金材料技术领域，特别涉及一种燃料电池用石墨烯催化的贮氢合金及其制备方法。

背景技术

氢被认为是21世纪最好的燃料，是化石燃料的理想替代品。然而，实现氢能经济的技术挑战是缺乏高效实用的贮氢技术。在所有的贮氢方法中，金属氢化物贮氢被认为是氢燃料电池最适合的氢载体，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，被公认为最具潜力的贮氢材料。其中稀土镁基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，晶态的稀土镁基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。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种燃料电池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基贮氢合金。

本发明的一种燃料电池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基贮氢合金，其化学式组成为Mg_100-x-yTi_xV_ySm_12-zRE_zNi_10-mAl_m+n wt.％石墨烯，其中，RE至少为La、Nd、Y或Gd中的一种，x、y、z、m为原子比，且3≤x≤10，2≤y≤6，1≤z≤3，2≤m≤5；n为所述石墨烯占Mg_100-x-yTi_xV_ySm_12-zRE_zNi_10-mAl_m的质量百分比，0&lt;n≤0.2。

本发明的燃料电池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基贮氢合金，本发明的特点在于在稀土镁基合金中添加多元稀土及钛、钒、镍及铝，通过快淬工艺获得具有纳米晶+非晶结构的快淬合金薄带，改善合金的吸放氢动力学。在此基础上，用机械破碎法粉碎快淬合金薄片，并添加微量石墨烯作为催化剂并施以较短时间的球磨，改善了快淬态合金的表面状态，使合金的吸放氢热力学及动力学得到进一步提升。

另外，根据本发明上述实施例的燃料电池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基贮氢合金，还可以具有如下附加的技术特征：

优选地，x＝6，y＝4，z＝2，m＝3，石墨烯的质量百分比n＝0.1。

本发明的另一个目的在于提出燃料电池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基贮氢合金的制备方法。