[发明专利]镁合金铸体、其制备方法及其用途

说明书

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种镁合金铸体、其制备方法及其用于水解制氢的用途。所述镁合金铸体的原料包含以下组分：Cu元素：1‑8wt.％，Ni元素：3‑14wt.％，Gd元素：0‑3wt.％，Fe元素：0.5‑2wt.％，其余为Mg，基于原料的总质量计。所述镁合金的制备方法包括以下步骤：(1)按预定重量百分比称取各种原料，经预处理后备用；(2)将在步骤(1)中获得的经预处理的原料混合，在覆盖剂的保护下进行熔炼，得到均匀的熔体；然后浇铸所述均匀的熔体，得到所述镁合金铸体。本公开的镁合金铸体水解制氢效果优异，环境友好，其制备方法简单，适于推广应用。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种镁合金铸体，其制备方法 及其用于水解制氢的用途。

背景技术

20世纪80年代以来，随着世界经济的快速发展和全球人口的不断增 长，世界能源消耗也大幅上升，石油、天然气和煤炭等主要化石燃料已 经不能满足世界经济发展的长期需求；而且随着全球环境状况的日益恶 化和各国人民环境保护意识的不断增强，产生大量有害气体和废弃物的 传统能源工业已经越来越难以满足人类社会的发展需求。

以氢能为例，其作为一种极具潜力的清洁能源，可以用于汽车的燃 料电池，但目前来看，氢能的这种应用并未实际普及，这可能与氢能制 备尚存在效率低、规模小、环保性差等诸多问题有关。许多研究人员在 能源材料改进角度进行了大量研究工作，以期开发出更加优异的制氢材 料，特别是能够通过简单的水解反应而制取氢气的材料。

金属及化合物是近年来新兴的水解制氢材料。目前人们已经先后对 钠(Na)、铝(Al)、镁(Mg)元素体系材料进行了研究，认为Mg金 属制氢电化学活性更高、溶液酸碱度降低，制氢条件更简单，更为适合 金属水解制氢。

但是，镁(Mg)元素体系(MgH₂、Mg或其合金)仍然存在水解副 产物Mg(OH)₂容易包裹MgH₂颗粒而限制水解反应的问题，对此，通常 通过高能球磨工艺细化合金组织，增加比表面积，改善产氢动力学特性， 或者通过添加活性金属或化合物元素，如SnO₂、稀土RE、Mg₂Ni、Mg₂Si、 石墨烯、贵金属元素Ga、In等，调控镁基合金活性，或者在水解液中配 合使用催化物或酸、盐溶液消除Mg(OH)₂保护层，促进制氢反应的进行。 换言之，镁基水解制氢材料仍然存在以下问题：粉体料制备工艺的经济 成本、安全成本较高；反应时需要催化物消除Mg(OH)₂保护层；目前的 块体材料成分与工艺成本相对高，且存在一定环境污染(镓、铟)。

因此，需要开发低成本，反应快速、高效，环保的制氢能源材料及 其制备工艺。

发明内容

本公开提供了一种镁合金铸体，至少解决了现有制氢材料制氢效率 低、速度慢的问题。

本公开还提供一种制备所述镁合金铸体的方法，该方法工艺更加简 单。

本公开还提供上述镁合金铸体用于水解制氢的用途，解决了现有制 氢工艺安全成本高、材料成本高的问题。

本公开的一个方面提供了一种镁合金铸体，其原料包含以下组分：

Cu元素：1-8wt.％，

Ni元素：3-14wt.％，

Gd元素：0-3wt.％，

Fe元素：0.5-2wt.％，

其余为Mg，基于原料的总质量计。