2023年镁基储氢材料研究热点回眸 被引量：3

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作者 邹建新 丁文江 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期204-216,共13页

2023年,镁基储氢材料及其固态储运氢技术研发与应用发展迅猛,热点频现,出现了诸多显著成果。在材料设计开发方面,通过多种改性手段有效改善了镁基储氢材料的热/动力学性能,实现了材料在近室温条件下吸氢,200℃以下放氢,循环寿命也在不... 2023年,镁基储氢材料及其固态储运氢技术研发与应用发展迅猛,热点频现,出现了诸多显著成果。在材料设计开发方面,通过多种改性手段有效改善了镁基储氢材料的热/动力学性能,实现了材料在近室温条件下吸氢,200℃以下放氢,循环寿命也在不断提升。在工程应用方面,全球首台吨级镁基固态储运氢车问世,多个示范应用项目与材料生产线开始落地建设。社会各界都在关注并积极推动镁基储氢材料与系统的研发,努力探索潜在的产业应用。根据镁基储氢材料的催化改性、纳米化改性、合金化改性、系统装置开发和示范应用五大方向,总结了2023年国内外镁基储氢材料的重要进展,探讨了镁基储氢材料在氢储运、氢储能和固体氧化物燃料电池发电等领域的应用场景,展望了镁基储氢材料在2024年所面临的机遇与挑战。 展开更多

关键词 氢能 镁基储氢材料 热/动力学性能 镁基固态储运氢系统

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金属有机骨架材料在镁基储氢材料中的应用 被引量：6

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作者 丁朝 李宇庭 +3 位作者 侯全会 李谦 陈玉安 潘复生 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1603-1613,共11页

能量密度高、热值大、资源丰富、无污染、可储存、可再生、可燃烧和可发电的氢能,被誉为21世纪解决能源危机和缓解温室效应的“终极能源”。MgH_(2)因其较高的理论储氢容量,有望成为未来车载氢能源载体而备受关注,但其过高的热力学稳定... 能量密度高、热值大、资源丰富、无污染、可储存、可再生、可燃烧和可发电的氢能,被誉为21世纪解决能源危机和缓解温室效应的“终极能源”。MgH_(2)因其较高的理论储氢容量,有望成为未来车载氢能源载体而备受关注,但其过高的热力学稳定性、缓慢的吸放氢动力学等缺点限制了其工程应用。比表面积高、结构性质可调以及金属离子可高效利用的金属有机骨架(MOFs)材料,在镁基材料储氢性能的改善方面展现出良好的应用前景。概述了MOFs材料对镁基材料储氢性能的催化掺杂改性、纳米限域催化改性,以及MOFs材料的常见制备方法,并对该领域的研究前景进行展望。 展开更多

关键词 金属有机骨架(MOFs) 镁基储氢材料 储氢性能 催化 纳米限域催化

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碳材料在镁基固态储氢领域中的应用进展 被引量：1

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作者 周润晨 刘美佳 +3 位作者 薛欣萌 范银宇 王守娟 孔凡功 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期63-76,共14页

镁基储氢材料因其理论储氢密度高(MgH_(2),7.6%(质量分数))、来源广、成本低的特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一。但MgH_(2)的放氢焓值高(75 kJ/mol)、放氢温度高(>380℃),造成其动力学和热力学性能差,限制了在固态储氢... 镁基储氢材料因其理论储氢密度高(MgH_(2),7.6%(质量分数))、来源广、成本低的特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一。但MgH_(2)的放氢焓值高(75 kJ/mol)、放氢温度高(>380℃),造成其动力学和热力学性能差,限制了在固态储氢领域的应用和发展。近年来,碳材料因结构多样化、可调控性强、比表面积大、力学性能高和电子传输能力强等优势,在镁基储氢材料的掺杂改性、纳米限域等方面应用广泛,可以有效改善吸放氢温度、循环性能和吸放氢活化能等性能指标,并取得了大量成果。本文主要针对碳材料在镁基储氢材料中的研究现状,归纳了碳材料的合成和改性方法,重点阐述了不同维度碳材料在镁基储氢领域的应用进展,并展望了未来的发展方向。 展开更多

关键词 储氢 碳材料 镁基储氢材料 吸放氢性能 热力学 动力学改性

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Mg2FeH6储氢材料的反应机械合金化合成及其放氢性能 被引量：4

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作者 李松林 刘燚 +3 位作者 崔建民 杨文智 李浩鹏 何轶伦 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-6,共6页

以Mg和Fe元素粉末为原料,在双行星式球磨机的氢气气氛中反应球磨,合成Mg2FeH6储氢材料。探讨分别采用Mg和Fe原料配比为化学计量(2:1)和非化学计量(3:1)直接反应球磨,以及采用将Mg和Fe混合粉末在氩气气氛中预磨20 h后再通氢反应等球磨方... 以Mg和Fe元素粉末为原料,在双行星式球磨机的氢气气氛中反应球磨,合成Mg2FeH6储氢材料。探讨分别采用Mg和Fe原料配比为化学计量(2:1)和非化学计量(3:1)直接反应球磨,以及采用将Mg和Fe混合粉末在氩气气氛中预磨20 h后再通氢反应等球磨方式。研究结果表明:Mg和Fe以非化学计量比(3:1)在氢气气氛中直接球磨所得样品,Mg2FeH6的合成产率最高,达到83.7%;DSC和TGA测试显示样品实际放氢量为2.91%,Mg和Fe以化学计量比(2:1)直接反应球磨得到的Mg2FeH6具有最低的起始放氢温度204.4℃。 展开更多

关键词 燃料电池 镁基储氢材料 反应机械合金化 球磨

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镁及镁合金储氢材料的研究进展 被引量：5

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作者 武晓娟 薛华庆 +3 位作者 彭涌 邓霁峰 郑捷 李星国 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期727-734,共8页

镁基储氢材料由于价格低廉、储氢量高和安全性好等优点,受到人们的广泛关注。然而较高的吸放氢温度和较慢的动力学性能在一定程度上限制了其在储氢方面的进一步研究和应用。目前,该体系的研究热点主要集中在优化不同的改性方法,目的是... 镁基储氢材料由于价格低廉、储氢量高和安全性好等优点,受到人们的广泛关注。然而较高的吸放氢温度和较慢的动力学性能在一定程度上限制了其在储氢方面的进一步研究和应用。目前,该体系的研究热点主要集中在优化不同的改性方法,目的是得到低成本、大批量、小颗粒和稳定性高的纳米MgH2,并已取得了一定的进展;但要获得能够在环境温度下具有理想热力学性能和实际应用价值的镁基储氢材料,仍面临巨大挑战。本文中,总结了镁基合金储氢材料的研究进展,并进一步梳理了文献中关于优化和改变热力学和动力学性能的方法,为获得具有高容量、低成本、吸放氢动力学和热力学性能优异的镁基储氢材料提供更好的实验经验和理论支持。 展开更多

关键词 Mg基储氢材料 动力学性能 热力学性能 研究进展

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过渡金属及其化合物应用于改性镁基储氢材料的研究进展

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作者 薛欣萌 范银宇 +3 位作者 刘美佳 王志伟 孔凡功 李芸 《油气与新能源》 2024年第6期11-19,共9页

MgH_(2)(氢化镁)因其资源丰富、成本低廉、储氢容量高和无污染等特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一,但其存在动力学和热力学性能较差的问题。过渡金属单质及其化合物催化改性MgH_(2)能有效降低吸放氢的温度和活化能,提升循... MgH_(2)(氢化镁)因其资源丰富、成本低廉、储氢容量高和无污染等特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一,但其存在动力学和热力学性能较差的问题。过渡金属单质及其化合物催化改性MgH_(2)能有效降低吸放氢的温度和活化能,提升循环稳定性。综述了过渡金属及其化合物在镁基储氢材料的催化改性研究进展,归纳了这些材料的合成方法以及其在MgH_(2)中的改性方法和机制,结果表明,过渡金属基催化剂的改性效果主要受催化剂元素种类、配比、含量以及载体种类和制备工艺等因素的影响。最后,展望了过渡金属基催化剂未来研究方向,旨在为高性能镁基储氢材料的研发提供借鉴。 展开更多

关键词 固态储氢 过渡金属 镁基储氢材料 吸放氢性能

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镁基储氢材料水解制氢研究进展 被引量：1

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作者 吴加鳌 邹勇进 孙立贤 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期105-113,134,共10页

化石能源的广泛使用使得地球上出现了严重的温室效应和空气污染,且化石能源的储量也逐步下降,造成的能源危机日益严重。为了应对这些挑战,人们开始着力寻找清洁无污染的高效可再生能源。氢能因具有超高的燃烧热及零排放的特点而被认为... 化石能源的广泛使用使得地球上出现了严重的温室效应和空气污染,且化石能源的储量也逐步下降,造成的能源危机日益严重。为了应对这些挑战,人们开始着力寻找清洁无污染的高效可再生能源。氢能因具有超高的燃烧热及零排放的特点而被认为是最理想的清洁能源。镁基储氢材料因具有高的质量储氢密度,且因镁的地壳含量高、成本低等优点而备受关注。镁基储氢材料水解可以产生高纯度的氢,而且副产物对环境无污染,因此被认为是最有应用前景的制氢方式之一。纯Mg和MgH_(2)水解可以分别产生6.4%和3.4%(质量分数)的H_(2),但镁基储氢材料水解反应产生难溶于水的Mg(OH)_(2),导致其反应动力学缓慢。近年来,通过将金属、金属氢化物与镁基储氢材料进行复合或者在水解反应时添加酸和无机盐等手段有效提高了氢产率和反应动力学性能。综述了镁基储氢材料水解制氢的最新研究进展,并对其未来的发展提出了展望。 展开更多

关键词 镁基储氢材料 水解 制氢 Mg(OH)_(2) 氢能

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氢化燃烧合成制备镁基储氢材料研究进展 被引量：2

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作者 李李泉 刘小峰 +3 位作者 柳东明 朱云峰 顾昊 王以存 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第E02期360-365,共6页

氢化燃烧合成（Hydriding Combustion Synthesis，HCS）针对镁基储氢合金的制备而提出，具有设备简单，省能以及产物活性高等特点。将主要介绍本研究小组近期关于HCS产物TEM、SEM、XPS和AES的研究结果，系统阐明其高活性机理。还将介绍... 氢化燃烧合成（Hydriding Combustion Synthesis，HCS）针对镁基储氢合金的制备而提出，具有设备简单，省能以及产物活性高等特点。将主要介绍本研究小组近期关于HCS产物TEM、SEM、XPS和AES的研究结果，系统阐明其高活性机理。还将介绍HCS镁基储氢合金经过机械球磨改性后吸放氢动力学性能得到大幅改善，373K，100S内达到饱和吸氢量物质的量为4．6％的近期研究结果。 展开更多

关键词 钱基储氢材料 氢化燃烧合成 机械球磨 吸/放氢动力学

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镁基储氢材料对AP/Al/HTPB复合固体推进剂性能的影响 被引量：24

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作者 刘磊力 李凤生 +2 位作者 支春雷 宋洪昌 李鹏 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期501-504,共4页

用差示扫描量热仪(DSC)研究了镁基储氢材料(Mg2NiH4,Mg2Cu-H和MgH2)对高氯酸铵(AP)及AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解性能的影响。结果表明,含量5%的镁基储氢材料对AP热分解过程具有明显的催化促进作用。含量1.3%的镁基储氢材料可以降低... 用差示扫描量热仪(DSC)研究了镁基储氢材料(Mg2NiH4,Mg2Cu-H和MgH2)对高氯酸铵(AP)及AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解性能的影响。结果表明,含量5%的镁基储氢材料对AP热分解过程具有明显的催化促进作用。含量1.3%的镁基储氢材料可以降低AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解过程的热分解温度,使分解热明显增加,表现出显著的增强促进作用。燃速测定结果表明,在8MPa下,含量1.3%的Mg2NiH4,Mg2Cu-H和MgH2可以分别使AP/Al/HTPB复合固体推进剂的燃速提高3.5%、14.4%和13.9%。镁基储氢材料对AP和AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解的作用效果与其含氢量有关,MgH2的含氢量大,作用效果好。镁基储氢材料主要通过催化AP/Al/HTPB复合固体推进剂中AP的热分解,表现出对AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解具有较好的催化效果。 展开更多

关键词 物理化学 镁基储氢材料 高氯酸铵(AP) 复合固体推进剂 热分解 燃速

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Mg_2NiH_4对高氯酸铵热分解过程的影响 被引量：11

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作者 刘磊力 李凤生 +3 位作者 支春雷 谈玲华 杨毅 张庆思 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1420-1423,共4页

采用置换-扩散法制备了储氢材料Mg2NiH4,用XRD,ICP和DSC-TG方法对其结构进行了表征.用热分析法(DSC)研究了Mg2NiH4对高氯酸铵(AP)热分解过程的影响.研究结果表明,Mg2NiH4对AP热分解过程有较大影响.Mg2NiH4可以显著促进AP的低温热分解过... 采用置换-扩散法制备了储氢材料Mg2NiH4,用XRD,ICP和DSC-TG方法对其结构进行了表征.用热分析法(DSC)研究了Mg2NiH4对高氯酸铵(AP)热分解过程的影响.研究结果表明,Mg2NiH4对AP热分解过程有较大影响.Mg2NiH4可以显著促进AP的低温热分解过程,降低高温热分解温度,使DSC表观分解热明显增大.随着加入量的增加,Mg2NiH4对AP热分解的催化促进作用增强,当Mg2NiH4加入的质量分数为30%时,DSC表观分解热最大.吸氢量越大,储氢材料对AP的催化促进作用越强.Mg2NiH4催化促进AP分解过程的作用机理为:Mg2NiH4分解释放的H2及Mg和Ni与AP分解产物发生反应. 展开更多

关键词 镁基储氢材料 制备 高氯酸铵 热分解 催化性能

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纳米镁基储氢材料对AP热分解性能的影响 被引量：7

11

作者 李龙津 邹建新 +2 位作者 曾小勤 堵平 丁文江 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1445-1449,共5页

采用直流电弧等离子体加高压氢化法制备了纳米镁基储氢材料Mg-H和MgEr-H,并对其相组成和放氢性能进行了表征,结果表明添加稀土元素Er可使Mg粉的吸氢更完全,同时使MgH2的放氢温度降低。采用同步热分析方法(TG/DSC)分析了镁基储氢材料对... 采用直流电弧等离子体加高压氢化法制备了纳米镁基储氢材料Mg-H和MgEr-H,并对其相组成和放氢性能进行了表征,结果表明添加稀土元素Er可使Mg粉的吸氢更完全,同时使MgH2的放氢温度降低。采用同步热分析方法(TG/DSC)分析了镁基储氢材料对高氯酸铵(AP)热分解性能的影响,结果表明两种镁基储氢材料都能有效促进AP的低温和高温分解过程,尤其是高温分解峰温下降了约80℃,并且使得表观放热量大幅增加,可达纯AP放热量的2倍多,反应过程更为剧烈。添加稀土的镁基储氢材料对AP分解的催化效果更好。 展开更多

关键词 纳米镁基储氢材料 高氯酸铵(AP) 热分解 稀土

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镁基储氢材料的研究进展 被引量：4

12

作者 朱治彦 王从增 张连宝 《电子工艺技术》 2007年第3期130-134,共5页

总结了近几十年来镁基储氢材料的发展情况,并对镁基储氢材料进行了合理的分类,将其分为镁单质储氢材料、镁基合金储氢材料和镁基复合材料储氢。总结了目前制备镁基储氢材料所用的主要方法,例如熔炼法、扩散法、机械合金化法、氢化燃烧... 总结了近几十年来镁基储氢材料的发展情况,并对镁基储氢材料进行了合理的分类,将其分为镁单质储氢材料、镁基合金储氢材料和镁基复合材料储氢。总结了目前制备镁基储氢材料所用的主要方法,例如熔炼法、扩散法、机械合金化法、氢化燃烧合成法等。 展开更多

关键词 镁基储氢材料 机械合金化 氢化燃烧合成

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