一种镁基纳米复合储氢材料及制备方法.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CN108188406A(43)申请公布日2018.06.22(21)申请号201711392302.8H01M4/38(2006.01)(22)申请日2017.12.21(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园区陕西科技大学(72)发明人侯小江杨艳玲冯雷锁国权王祎李丹陈华军左玉(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人王晶(51)Int.Cl.B22F9/04(2006.01)B22D11/06(2006.01)C22C23/00(2006.01)C22C32/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种镁基纳米复合储氢材料及制备方法(57)摘要一种镁基纳米复合储氢材料及制备方法，将镁锭加入气氛保护电阻炉，升温到780～800℃，使之熔融成为镁合金液，加入预压好的镍片，充分搅拌10min，继续升温至880～900℃，搅拌并保温20min，使之成为宏观均匀性质的熔体，浇注预先加热200℃的钢制模具，空冷获得铸态富镁合金，溶体甩带，感应加热时富镁合金重熔，采用氩气把熔融合金液体喷射至45m/s快速旋转的铜辊，获得组织调控富镁合金薄带，认为剪碎合金薄带，加入CNTs和Nb2O5同时高能球磨1h，获得整体改性纳米复合富镁储氢合金粉，本发明不仅保持了镁基储氢合金的大容量储氢优势，而且显著改善了活化特性及吸/放氢热动力学特性。CN108188406ACN108188406A权利要求书1/1页1.一种镁基纳米复合储氢材料，其特征在于，包括Mg-Ni合金及CNTs和Nb2O5催化剂，Mg-Ni合金：CNTs：Nb2O5按重量比为8：1：1，Mg-Ni合金中，镁含量为90～98at.％，其余为镍，Mg-Ni合金及CNTs和Nb2O5催化剂采用高能球磨的方式结合。2.一种镁基纳米复合储氢材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤1，合金配料：选取纯度≥99.8％的金属镁块和镍粉，镁含量为90～98at.％，其余为镍，将镍粉预压成片，添加至金属镁中，考虑到烧损，镁添加3～5wt.％的烧损，镍片通过压片预压获得，压力为1.0MPa，保压时间为15s；步骤2，制备合金铸锭：将称好的镁块放入预先烘干的石墨坩埚中，在SF6+CO2混合气氛保护下加热至780～800℃，将预压制的镍片投入上述镁金属熔融液体中，机械搅拌10min，得到均匀富镁合金熔体，将合金熔体继续升温至880～900℃，并保温20min，熔体保温过程中拌有机械搅拌，待镍片全部熔化后浇铸至提前预热至200℃的钢制模具中，空冷至室温，得到富镁合金铸锭；步骤3，内部组织调控：将步骤2得到的富镁合金铸锭置于底部开有狭缝的高纯石英管内，通过甩带炉将上述合金铸锭感应加热至熔融，并利用惰性气体氩气使熔融态富镁合金从石英管狭缝连续喷射至旋转的铜辊表面，所述熔体快淬炉铜辊以45m/s的线速度旋转，获得储氢合金快淬薄带；步骤4，表面催化：将得到的合金薄带人为分割成1～2cm2的碎片，在合金薄带碎片中同时加入CNTs和Nb2O5并在高纯氩气保护下高能球磨1h，实现表面复合催化改性，得到Mg-Ni基纳米复合储氢合金粉。3.根据权利要求2所述的一种镁基纳米复合储氢材料的制备方法，其特征在于，所述的合金薄带碎片中加入的CNTs和Nb2O5与合金薄带碎片的重量比为1：1：8。2CN108188406A说明书1/5页一种镁基纳米复合储氢材料及制备方法技术领域[0001]本发明涉及储氢合金材料技术领域，特别涉及一种镁基纳米复合储氢材料及制备方法。背景技术[0002]能源是日常生活的基本需求，是人类生存和社会进步的原动力。人口逐步增长及重工业快速演变，导致能源需求不断上升。传统化石能源不可再生且被过度开采，迫使全世界陷入能源短缺和环境污染的窘境，开发利用清洁高效的可再生能源和可持续能源并升级改造目前的能源系统迫在眉睫。氢能具有“零排放、可循环、高热值、来源广”等显著优点，并且氢能可存储和运输，有望成为新能源“驱动”未来生活。廉价高效的制氢技术、安全可靠的储氢技术及经济合理的用氢技术是推广氢能源必须关注的三方面问题。存储与运输发展滞后，成为氢能源推广的制约环节，找到一种可靠、高效的压缩方法是解决氢气存储的关键。目前，相比于安全性及储能密度不高的高压气态储氢方式和耗能过大的低温液态储氢方式，以金属氢化物为媒介的固态存储方式优势明显，储氢密度高、能耗低、安全可靠，受到了广泛的关注，其中金属镁以其储氢容量高、密度小、储量丰富等优点成为大容量车载固态储氢材料的理想选择。[0003]理论存储容量高达7.6wt.％的纯镁是目前金属类材料中储氢密度最高的，因超过美国能源部与国际能源组织对车