[发明专利]一种镁基储氢复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种镁基储氢复合材料的制备方法，依次经过MgH₂材料的制备、添加剂的制备、复合材料球磨制备而成，该方法通过制备固溶体Ce_0.8Co_0.1Zr_0.1O₂或Ce_0.8Mn_0.1Zr_0.1O₂样品，并将其添加至MgH₂中，通过球磨制备而成镁基储氢复合材料，制备方法简单，过程易于控制，该材料相比于MgH₂吸/放氢速率及储氢量有了较大的提升，具有较好的动力学性能。本发明适用于制备镁基储氢复合材料。

技术领域

本发明属于储氢材料制备领域，具体涉及一种镁基储氢合金复合材料的制备方法。

背景技术

化石燃料的燃烧和温室气体的排放给环境造成了巨大的污染，寻求清洁无污染的新能源替代传统能源材料迫在眉睫。氢能由于资源丰富、能量密度高和环保无污染等优点而受到各国政府的重视，氢能的有效开发和利用需要解决氢的制取、储运和应用三个关键问题。由于氢气极易着火和爆炸的特性，使得解决氢气的储存和运输成为开发利用氢能的核心问题。传统的高压气态储氢和液态储氢安全性差、成本高，而近些年兴起的固态储氢技术由于具有安全性高、储氢密度大、运输方便等优点而备受关注。

在众多的固态储氢材料中，镁基氢化物(MgH₂)因具有较高的储氢容量(7.6wt.％)、价格低廉、资源丰富，并且其储氢密度满足国际能源署对于车用氢能源系统提出的要求(储氢量≥6.5wt.％)，被认为是一种极具发展潜力的车载储氢材料。然而，其吸放氢速率较慢、放氢温度高(400℃)、表面易形成致密氧化物薄膜等缺点限制了它的实际应用。因此，降低镁基氢化物稳定性和提高吸/ 放氢动力学性能的关键是设计和制备高活性、高稳定性的催化剂。

发明内容

本发明旨在提供一种镁基储氢合金复合材料的制备方法，该方法是通过制备固溶体Ce_0.8Co_0.1Zr_0.1O₂或Ce_0.8Mn_0.1Zr_0.1O₂样品，并将其添加至MgH₂中，通过球磨制备而成镁基储氢复合材料，该材料相比于MgH₂吸放氢速率及储氢量有了较大的提升，具有较好的动力学性能。

本发明的技术方案如下：

一种镁基储氢复合材料的制备方法，按照如下的步骤顺序制备而成：

(1)MgH₂材料的制备

取一定量的Mg粉置于氢化管中，于400℃、4Mpa氢压下使其充分反应，制备MgH₂材料；

(2)添加剂的制备

(21)将铈盐溶解于甲醇和水混合溶剂中，超声处理混合均匀后，溶液记为A；

(22)将氧氯化锆溶于乙二醇和水混合溶剂，超声处理混合均匀后，溶液记为B；

(23)将钴盐或者锰盐溶于去离子水中，超声处理混合均匀后，溶液记为C；

(24)将B溶液以0.1mL/s的滴加速率滴加至A溶液中，混合均匀后并持续搅拌2h，得混合溶液，将C溶液滴加至上述混合溶液中并密闭搅拌1h，得D；

在该步骤中，B溶液的滴加速率至关重要，其影响着Ce-Zr基的形成，当B的滴加速率过快，会导致铈盐与锆盐相结合不充分；当B的滴加速率过慢会导致 Ce-Zr基不易形成；

(25)向D中加入表面活性剂，完全溶解后继续搅拌30min，然后向该溶液中滴加沉淀剂并调节pH为碱性，继续搅拌2h，结束后在真空条件、室温下陈化 24h，得E；