碳载靶对镁基合金吸放氢性能的影响

碳载靶对镁基合金吸放氢性能的影响材科0701孙玲当今社会迅速发展，能源消耗日渐增加，导致现在人类所利用的煤炭、石油等不可再生能源逐渐减少，据估计现有的石油资源按现在的开采速度到2050年就将耗尽，与此同时，传统能源的消耗正改变着地球的大气环境，使极端气候变得日益频繁，物种灭绝的速度加快，南北极冰原加速融化，海平面上升等，这就使得人们迫切地寻找一种不依赖化石燃料且储量丰富的新型能源。能源危机当今不可再生能源已经所剩无几现在人们对于新能源的研究主要是在太阳能、潮汐能、风能、地热能、氢能和生物能等方面。其中氢能凭借其来源丰富、质量轻、能量密度高、绿色环保、储存方式与利用形式多样等特点，被公认为未来非常理想的能源，具有广阔的发展前景。新型能源的种类太阳能风能地热能潮汐能氢能氢是自然界中存在比较广泛的元素，它构成了宇宙质量的75%，大量存在于水中。氢作为能源，发热值很高，是汽油的3倍；而且易于储运，能适应各种环境的要求；本身无毒，在氧气环境下燃烧只生成水，没有任何污染等特征。氢能的优势目前氢能的主要应用氢能汽车氢能飞机氢能的开发和利用要解决的首要问题是廉价的氢制取，其次是安全可靠的储氢技术以及氢运输的方法，最后是怎样让氢参与化学或机械过程中能量的转换，使化学能或内能能够转换为机械能和电能。下面主要介绍储氢技术，即如何选用更好的储氢材料和催化剂氢能应用金属储氢材料常是指合金氢化物材料：氢原子几乎可以与元素周期表中包含金属的所有元素发生化学反应，生成氢化物或氢化合物。趋于成熟和具备实用价值的金属储氢材料主要包括镁系合金、钛系合金以及钒、铌、锆等多元素系合金等等，本课题重点对镁基储氢合金进行研究。金属储氢材料的先天优势镁基储氢合金由于纯镁的吸放氢反应动力学性能差，吸放氢温度高，所以纯镁很少被用来储存氢气，为此人们又开始研究镁基储氢合金材料。到目前为止，人们已对300多种重要的镁基储氢合金材料进行了研究。其中最具代表性的是Mg﹣Ni系储氢合金，许多研究者围绕该系列合金开展了大量的研究工作。为什么要用合金？1.通过机械球磨在常温下直接制备微晶、纳米晶和非晶态镁基储氢合金2.通过优化成分设计，主要有将Mg与其它一些元素进行多元合金化3.氢化燃烧合成法4.HCS+MM法镁基储氢合金的制备方法缺点：活化困难、吸放氢温度高、速率慢等缺点严重阻碍了该类储氢合金走向实用化。改善方法：镁基合金的纳米化、多元化、复合化以及掺杂改性方面。其中贵金属掺杂对改善镁基储氢合金的吸放氢动力学性能具有显著的作用。镁基储氢合金性能的改善方法催化剂的作用镁基储氢材料属中温型储氢合金，通常需要在300℃左右才能有效地吸放氢，而且吸放氢速度较为缓慢（尤其在低温下），所以其动力学性能差。故采用添加催化剂进行催化处理是十分必要的。为何要在储氢材料中加入催化剂？主要有过渡族金属、金属氧化物和金属卤化物，其中钯碳催化剂是一种常用的加氢催化剂。目前常用的催化剂种类碳载钯催化剂1.利用多壁碳纳米管（MWCNT）为载体，用简单的液相还原法制备碳载钯催化剂2.Hummers氧化法合成氧化石墨，然后以硼氢化钠为还原剂一步还原制得石墨烯负载钯催化剂3.硫引入贵金属法制备介孔碳载钯碳载钯催化剂的制备方法目前国内外关于改善镁基储氢材料的储氢性能的研究正在如火如荼地进行着，并且取得了一定的成效，