[发明专利]一种多元贮氢复合材料的制备方法

说明书

本发明属于能源材料技术领域，具体为一种多元贮氢复合材料的制备方法。本发明提出的方法是将尿素、磷酸氢二铵、十六烷基磺酸钠、聚丙烯酸钠混合，滴加氯化铟、氯化亚锡、硝酸钙、硝酸铋的混合盐溶液，搅拌12~24小时，抽滤，得贮氢材料前驱体。将贮氢材料前驱体于120℃真空干燥，再与LiAlH₄混合均匀，在氢气气氛下高温还原。还原产物经水洗、醋酸水溶液洗涤后干燥，得多元贮氢复合材料；在压力‑组成‑温度关系测试仪（PCT）上测试多元贮氢复合材料的吸放氢性能，测得单位质量贮氢密度高于13.6%。

技术领域

本发明属于能源材料技术领域，具体为一种多元贮氢复合材料的制备方法。

背景技术

氢能具有资源丰富、环境友好、可再生等特点，被誉为21世纪的绿色清洁新能源。贮氢材料复合材料化使贮氢材料的发展方向有了一个突破性的飞跃，而复合贮氢材料的制备是贮氢材料性能提升的基础。。

徐海等为了研究钛对Mg₂Ni贮氢材料性能的影响，在Mg₂Ni合金中添加不同含量的合金元素钛，并进行了显微组织、吸放氢性能和循环稳定性的测试与分析。结果表明：钛的添加有利于细化晶粒，提高材料的吸放氢性能和循环稳定性。与不添加钛（Mg₂Ni）相比，添加8.233%钛时（Mg₂NiTi_0.2）的平均晶粒尺寸减小55.63%、最大吸氢量增大47.37%、充放电循环20次后放电容量衰减率减小48.80%、吸氢饱和时间和放氢平台压力基本不变。Mg₂Ni贮氢材料中钛的含量优选为8.233%（钢铁钒钛，2016年，6：61-65）。

尹奕等通过球磨工艺制备了La₂Mg₁₇＋100wt%Ni＋5wt%Li Br复合材料，研究了LiBr球磨时间对该复合材料电化学性能的影响，分析了球磨后该复合材料的微观结构。结果表明：添加Li Br并球磨能有效促进合金非晶化，细化合金颗粒，形成均匀分布的非晶及纳米晶，改善了该复合材料的电化学性能，其原始放电容量可达288.95 m Ah/g。长时间的球磨会使催化剂失效，导致该复合材料有晶化趋势，从而降低该复合材料的电化学性能（热加工工艺，2015，4：120-122）。

钢铁研究总院发明了一种燃料电池用高容量MgSnNi三元贮氢合金及其贮氢材料和制备方法。该制备方法是在惰性气体保护下采用感应加热熔炼，将熔融合金注入铜铸模，获得圆柱状合金铸锭。将铸锭机械破碎并过筛，将过筛的合金粉与1～5wt％的催化剂石墨一起装入不锈钢球磨罐，抽真空后充入高纯氩气，在全方位行星式高能球磨机中球磨一定的时间，获得具有纳米晶#非晶结构的合金粉末。本发明中Sn、Ni可以减弱MgH之间的键能，有效的改善镁基贮氢材料的贮氢性能。通过成分设计、微观结构调控以及添加石墨，降低了合金氢化物的热稳定性，提高了合金的吸放氢热力学及动力学性能（CN106756355A）。

微山钢研稀土材料有限公司提供一种纳米石墨复合的高容量RE-Mg-Ni基贮氢材料及其制备方法，属于贮氢合金材料领域。本发明在成分设计方面，在RE₅Mg₄₁型贮氢合金中使用合金元素Ni及Ti部分替代Mg，并添加适量NG作为助剂，制备多组元RE₅Mg₄₁型贮氢合金，用于得到易破碎的金属间化合物，提高贮氢材料的吸氢活化性能，降低镁基合金氢化物分解温度；在制备方法方面，在破碎的多组元RE₅Mg₄₁型贮氢合金粉末中，混入少量导热性能优良的NG助剂，混合球磨20小时，得到形如三明治结构的纳米化的石墨片和石墨烯镶嵌、负载纳米晶-非晶合金的特殊微观结构，实现了对贮氢材料微观结构的调整，实现降低贮氢材料氢化物的热稳定性，使贮氢材料在低温条件下的吸放氢容量及动力学性能得到进一步提升（CN105063457A）。