Mg-Li合金纳米粉体及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113042728A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110264242.1B82Y40/00(2011.01)(22)申请日2021.03.11C22C23/00(2006.01)H01M4/90(2006.01)(71)申请人北京大学地址100871北京市海淀区颐和园路5号申请人中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院(72)发明人武晓娟薛华庆彭涌李栓郑捷李星国(74)专利代理机构北京东正专利代理事务所(普通合伙)11312代理人刘瑜冬(51)Int.Cl.B22F1/00(2006.01)B22F9/14(2006.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称Mg-Li合金纳米粉体及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了Mg‑Li合金纳米粉体及其制备方法与应用，该纳米粉体中Li与Mg的摩尔比小于35％，纳米粉体的颗粒尺寸小于1μm。该方法包括如下步骤：S1：采用感应炉制备Mg‑Li合金锭；S2：采用氢等离子体电弧仪器将S1中所述Mg‑Li合金锭制备为Mg‑Li合金纳米粉体。所述S1包括如下步骤：S1.1：将Mg和Li置于感应炉中，抽真空；S1.2：向感应炉中通入惰性气体，在800‑1000℃下熔炼8min‑12min，然后浇注在铜坩埚上，冷却，得到Mg‑Li合金锭。本发明的Mg‑Li合金纳米粉体具有优异的可逆吸放氢能力，有望满足DOE标准，合金纳米粉体制备方法，操作简单，适合大规模生产。CN113042728ACN113042728A权利要求书1/1页1.一种Mg‑Li合金纳米粉体，其特征在于，该纳米粉体中Li与Mg的摩尔比小于35％，纳米粉体的颗粒尺寸小于1μm。2.一种权利要求1所述Mg‑Li合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1：以Mg和Li为原料，采用感应炉制备Mg‑Li合金锭；S2：采用氢等离子体电弧仪器将S1中所述Mg‑Li合金锭制备为Mg‑Li合金纳米粉体。3.根据权利要求2所述Mg‑Li合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述S1包括如下步骤：S1.1：将Mg和Li置于感应炉中，抽真空；S1.2：向感应炉中通入惰性气体，在800‑1000℃下熔炼8min‑12min，然后浇注在水冷铜坩埚上，冷却后，得到Mg‑Li合金锭。4.根据权利要求3所述Mg‑Li合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述S1.1中，先将Mg和Li放置于石墨坩埚中，再将石墨坩埚置于感应炉内，抽真空至2×10‑3‑5×10‑3Pa。5.根据权利要求3所述Mg‑Li合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述S1.2中，冷却为20℃水冷。6.根据权利要求2所述Mg‑Li合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述S2中，包括如下步骤：S2.1：将装有Mg‑Li合金锭的石墨坩埚置于氢等离子体电弧仪器的腔室的铜底座上；S2.2：采用氩气和氢气清洗腔室，再以负压向腔室内充入氢氩混合气体，并向铜底座通冷却水；S2.3：以80A‑120A电流开启电弧电源，3‑5s后将电流调至150A‑300A；S2.4：开启气体循环泵，氢氩混合气体的循环速度为80l/min‑150l/min；S2.5：反应5min‑20min后，关闭电弧电源，钝化处理，即得。7.根据权利要求6所述Mg‑Li合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述S2.2中，气体清洗腔室为：先抽真空，用氢气和氩气清洗氢等离子体电弧仪器的腔室3‑6次，再抽真空至‑760torr。8.根据权利要求6所述Mg‑Li合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述S2.2中，氢氩混合气体中氢气的体积占比为5％‑50％。9.根据权利要求6所述Mg‑Li合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述S2.5中，反应结束后，腔室抽真空至‑760torr，然后以0.25torr/min‑0.5torr/min的速度向腔室中填充空气和氩气，氩气体积占比为2％‑5％，钝化1‑7天。10.根据权利要求1所述Mg‑Li合金纳米粉体的应用，其特征在于，所述Mg‑Li合金纳米粉体用于燃料电池。2CN113042728A说明书1/5页Mg‑Li合金纳米粉体及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及Mg‑Li合金纳米粉体及其制备方法与应用。背景技术[0002]面对日益严峻的环境污染和能源危机问题，发展一种无污染可再生的新型能源越来越受到人们的重视。氢能由于分布广泛、储量丰富、反应效率高，反应副产物无污染，被认为是最有潜力代替化石燃料可再生的新型能源之一。燃料电池的氢源由储氢材料提供，可应用于汽车、无人机、船只和生活领域等。然而氢的存储仍然是氢能源发展的