[发明专利]一种高容量镁基复合储氢材料及其制备方法有效
申请号: | 202010393287.4 | 申请日: | 2020-05-11 |
公开(公告)号: | CN111515380B | 公开(公告)日: | 2022-04-29 |
发明(设计)人: | 武英;原建光;张宝;阎有花;黄海翔 | 申请(专利权)人: | 安泰科技股份有限公司;江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司 |
主分类号: | B22F1/12 | 分类号: | B22F1/12;B22F9/04;B22F3/23;C22C29/00;C22C1/05;C01B3/00 |
代理公司: | 北京智桥联合知识产权代理事务所(普通合伙) 11560 | 代理人: | 江莉莉 |
地址: | 100081 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 容量 复合 材料 及其 制备 方法 | ||
本发明属于储氢材料技术领域,具体涉及一种高容量镁基复合储氢材料,更具体涉及一种高容量MgxAl100‑x‑y(z wt%Ni@Gn)复合储氢材料,并进一步公开其制备方法。本发明所述高容量镁基MgxAl100‑x‑y(z wt%Ni@Gn)复合储氢材料,其主相MgH2为颗粒状,Ni、Al、石墨烯等相则分布在MgH2颗粒的周围,且各相呈均匀分布,成分均匀,材料尺寸比较均一,储氢量高达5.85wt%,与纯镁等对比样品相比,本发明所述镁基复合储氢具有更好的吸放氢动力学性能,可应用于移动电源装置、车载储氢系统的供氢源等领域。
技术领域
本发明属于储氢材料技术领域,具体涉及一种高容量镁基复合储氢材料,更具体涉及一种高容量MgxAl100-x-y(z wt%Ni@Gn)复合储氢材料,并进一步公开其制备方法。
背景技术
近几十年来,化石燃料的使用促进了世界的发展,但也伴随着资源枯竭、环境污染等问题。氢作为未来可行的能源载体,由于其能量密度高、无污染排放,被认为是化石燃料的理想替代品。但是,由于氢气在常温常压下的密度较低,这也严重阻碍了其实际应用。储氢材料是一类对氢具有良好的吸附性能或可以与氢发生可逆反应进而实现氢的储存和释放的材料,储氢材料的开发是解决氢能应用中氢存储技术难题的关键,而如何实现高容量的储氢则是充分利用这种新型能源的关键技术之一。
但是,如何安全、高效、低成本地储存和运输氢气,仍然制约着氢能的快速发展。而由于可行性、安全性和方便性等优点,固态储氢具有很大的应用潜力。近几十年来,LiBH4、NaAlH4、KBH4、NaBH4以及镁基储氢材料等固态轻金属配合物因其具有较高的重量和体积氢密度而被认为是有前途的固态储氢材料,具有良好的研究开发前景。其中,氢化镁的储氢容量和能量密度分别高达7.6wt%和110g h/l。
现有技术中,Mg/MgH2材料的制备多采用机械球磨、化学还原、氢燃烧合成(HCS)等方法,其中,HCS法因具有合成时间短、无需活化处理等优点而得到了广泛的研究。而为了进一步提高镁基储氢材料的储氢性能,常通过合金化、添加催化剂、纳米化、表面改性等方法予以改善。目前已知的主要采用的催化剂类型主要包括过渡金属、过渡金属氧化物/卤化物/硫化物/氢化物、金属间化合物和/或其它非金属材料。已有大量研究表明,过渡金属的添加对材料的储氢性能具有一定的催化作用。因此,不断开发新的高容量且具有良好吸放氢性能的储氢材料对于新能源领域的发展具有积极的意义。
发明内容
为此,本发明所要解决的技术问题在于提供一种高容量镁基复合储氢材料,所述储氢材料中各物相分布非常均匀,不仅储氢容量高并具有良好的吸放氢性能;
本发明所要解决的第二个技术问题在于提供上述高容量镁基复合储氢材料的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明所述的一种高容量镁基复合储氢材料,所述复合储氢材料具有如MgxAl100-x-y(z wt%Ni@Gn)所示的结构及组成;
所述复合储氢材料的主相为颗粒状MgH2,Ni、Al及石墨烯相均匀分布于MgH2颗粒周围,与纯镁材料相比,其具有更好的放氢动力学性能。
优选的,所述复合储氢材料中,70≤x≤99,1≤y≤20,20≤z≤80。
本发明还公开了一种制备所述高容量镁基复合储氢材料的方法,包括如下步骤:
(1)取石墨烯纳米片并加入浓硝酸混合,经加热处理后稀释至中性,过滤并干燥,备用;
(2)将处理后的石墨烯加入选定比例z wt%的镍源材料混匀,经低温干燥后,备用;
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