高容量镁基储氢材料的纳米制备及吸放氢性能研究的任务书.docx

高容量镁基储氢材料的纳米制备及吸放氢性能研究的任务书
任务书
题目：高容量镁基储氢材料的纳米制备及吸放氢性能研究
一、研究背景和意义
能源危机和环境问题是当前全球所面临的两大挑战。寻找新型清洁能源和减少化石能源的使用已经成为各国亟待解决的问题。氢能作为一种无污染、高效能的新能源受到了广泛的关注和研究。因此，在研究氢储存技术方面，尤其是寻找体积密度高、储氢容量大、放氢速率快、重复使用性好的高效储氢材料至关重要。
镁材料因其储氢容量大、化学稳定性高、成本低廉等优势成为研究的热点之一。但是，镁材料在储氢中存在着一些问题，包括反应速度慢、选择性差、储氢容量不能满足要求等。因此，针对这些问题，提高镁基储氢材料的储氢容量和放氢速率，提高其实用性十分必要。
纳米技术作为一种新兴的材料制备技术，具有具体表面积大、储氢容量高等优点。通过纳米合成方法将镁粉转化为纳米粉末，并用于储氢材料的制备，可以显著提高材料的储氢容量和放氢速率，因此，该纳米镁材料在储氢材料的应用中具有重要的研究意义。
二、研究目标和内容
1.系统研究氢储氢材料的制备工艺和影响因素。
2.利用纳米技术制备纳米镁材料，并对其物理化学性质进行表征。
3.系统研究纳米镁材料储氢性能，包括储氢容量、放氢速率及储氢循环性能。
4.对比分析纳米镁材料与普通镁材料的储氢性能差异，确定其优点和不足。
5.探究纳米合成方法对镁基储氢材料应用性能的影响机制。
三、研究方法
1.系统性的文献调研和实验室研究相结合的方式进行探索和实践。
2.采用溶胶-凝胶法制备纳米镁粉末，通过适当的热处理制备纳米镁储氢材料。
3.利用多种物理化学方法对所制备的纳米镁材料进行表征，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等。
4.利用高压量热仪、氢气质谱仪等测试分析储氢容量、放氢速率和循环性能等。
5.对比分析不同制备工艺对储氢性能的影响，探究制备条件对储氢性能的影响机制。
四、研究计划及进度安排
本研究周期为12个月，具体任务及进度安排如下：
第一阶段（1~3月）：文献调研和实验准备
1.收集并阅读有关氢储存技术和纳米材料制备方面的文献，了解研究的最新进展。
2.初步探索制备工艺，准备实验所需的器材与试剂。
第二阶段（4~6月）：纳米镁粉末的制备及表征
1.采用溶胶-凝胶法制备纳米镁粉末。
2.用SEM和TEM对所制备的纳米镁粉末进行表征，分析其形貌和尺寸分布。
3.用XRD对纳米镁粉末进行物相分析，研究其物理化学性质。
第三阶段（7~9月）：纳米镁材料的储氢性能研究
1.在高压量热仪上测试纳米镁材料的储氢容量和放氢速率。
2.用氢气质谱仪分析氢气的释放速率和氢的循环利用性。
3.比较普通镁材料和纳米镁材料的储氢性能差异。
第四阶段（10~12月）：机理研究和实验结果分析
1.结合实验数据和文献资料解析纳米合成方法对镁基储氢材料性能的影响机理。
2.概括总结对纳米镁材料的研究结果，发表研究论文和成果。
五、研究经费和保障
本研究预计经费需求20万，其中包括实验用品购置、研究人员工资、学会参会等各项开销。
六、研究成果
1.系统性研究了纳米镁材料的制备、表征及储氢性能，并明确了其性能优缺点。
2.探究了纳米合成方法对镁基储氢材料的性能影响机制。
3.在此基础上，提出了改进和优化的建议，为镁基储氢材料的进一步研究提供了一定的理论和实验上的支持。
4.并推进相关领域的发展，为我国新能源储存技术的发展提供了重要的技术支持。