[发明专利]一种催化MgH2

说明书

本发明公开了一种催化MgH₂快速放氢的复合氧化物及其应用，所述复合氧化物由p型氧化物半导体与n型氧化物半导体组成，所述p型氧化物半导体与所述n型氧化物半导体在材料的内部形成p‑n结。本发明的复合氧化物在热辐射的作用下，其中n型氧化物半导体的表面形成自由电子，p型氧化物半导体的表面形成空穴，两者在材料的内部形成“p‑n结”，降低自由电子与空穴复合的几率，提高催化体系的性能；通过材料表面的自由电子与空穴，实现快速、有效地催化MgH₂分解放氢。

技术领域

本发明涉及化学催化技术领域，特别是涉及一种催化MgH₂快速放氢的复合氧化物及其应用。

背景技术

进入21世纪以来，世界范围内的能源危机和环境恶化问题日益严峻，迫使人类社会发展各种可再生清洁能源。太阳能是其中的一种丰富的可再生能源，受到研究者的广泛关注。太阳能光热发电技术是新一代太阳能发电站的发展方向。太阳能光热发电系统分成四部分：集热系统、热传输系统、储热系统、发电系统。其中，储热系统将多余的热能储存起来，根据当地的用电负荷，适应电网调度发电，提高太阳能光热发电站的效率。

储热材料是储热系统的关键技术。储热材料的种类主要分为显热储热材料、潜热储热材料和热化学储热材料。热化学储热材料是基于化学可逆反应进行热能的储存/释放，其储热密度大，稳定性非常高，能够实现热能的长期储存，是新一代储热材料研究的重点发展方向。其中，金属氢化物储热材料具有反应热值高、分解温度范围大、循环性能好、价格低廉、来源广泛以及安全性高等优点，是储热材料的主流发展方向。

镁(Mg)基氢化物是热化学储能材料中比较常见的储热材料体系，除了具备热化学储热材料常见的优点外，还具有价格低廉、来源广泛以及安全性高等优点，是储热材料的主流方向。然而，镁(Mg)基氢化物动力学性能较差，阻碍其在储热系统中的应用。纳米化与合金化是改善吸放氢动力学的主要途径。但是，这些方法存在高温下结构不稳定与成本昂贵等问题。因此亟需发展一种新的方法，解决镁(Mg)基氢化物动力学性能差的问题，促进储热系统的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种催化MgH₂快速放氢的复合氧化物及其应用，所述复合氧化物由p型氧化物半导体与n型氧化物半导体组成，并在材料的内部形成“p-n结”，可促进MgH₂快速放氢。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种催化MgH₂快速放氢的复合氧化物，由p型氧化物半导体与n型氧化物半导体组成，所述p型氧化物半导体与所述n型氧化物半导体在材料的内部形成p-n结。

所述p型氧化物半导体包括NiO、Cu₂O、Cr₂O₃、Bi₂O₃、Pr₂O₃、Nd₂O₃、RuO₂中的一种或多种。

所述n型氧化物半导体包括ZnO、BaO、TiO₂、WO₃、Mn₂O₃、Fe₃O₄、Nb₂O₅、Ta₂O₅、MoO₃中的一种或多种。

作为上述方案的进一步改进，所述复合氧化物为Ta₂O₅-Pr₂O₃、Ta₂O₅-Nd₂O₃中的一种。