专利名称：一种镁基纳米复合储氢材料的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及储氢材料，特别提供了一种新型的Mg+xwt.％ZrFe1.4Cr0.6储氢材料。
金属氢化物作为存储氢能的有效手段，已被广泛，深入地研究了数十年。其中镁和镁基合金因具有高存储容量，被公认为最具开发前景的储氢材料。但由于其吸、放氢温度过高，动力学性能不佳及易氧化，目前尚未投入实际应用。近年来，旨在改善镁系材料的动力学性能、降低工作温度，各国学者在选择材料成分方面进行了深入的探讨。目前来看采用复合材料效果最佳，主要的复合体系包括Mg+Mg2Ni,Mg(La2Mg17)+LaNi5,Mg+FeTi，上述体系中镁的动力学性能均得到不同程度的改善，但仍存在各自的缺点。Mg2Ni和La2Mg17具有较高储氢量，但工作温度较高(＞300℃)。LaNi5具有优异的室温氢化性能，但复合体系经数次吸、放氢循环发生相变生成Mg+Mg2Ni+LaHx。FeTi则会将其难于活化的问题带入复合体系中。
本发明的目的在于提供一种镁基纳米复合储氢材料，其在保持高的储氢性能的同时，动力学性能大大提高。
本发明提供了一种镁基纳米复合储氢材料，其特征在于该复合储氢材料由Mg和ZrFe1.4Cr0.6组成，Mg和ZrFe1.4Cr0.6均生成纳米晶，且催化相ZrFe1.4Cr0.6微粒均匀地分布于Mg颗粒的表面和内部，ZrFe1.4Cr0.6的量占总重量的10～50％。
本发明还提供了上述镁基纳米复合储氢材料的制备方法，其特征在于将块状ZrFe1.4Cr0.6合金与100目Mg粉混合，在高纯惰性气氛中球磨。
本发明镁基纳米复合储氢材料的制备方法中球磨球料比为20～30∶1，时间2～3小时。惰性气最好为氩气。
本发明采用球磨方法制备Mg+ZrFe1.4Cr0.6复合材料，突破了通常的表面催化的局限。经扫描电镜、透射电镜观察证实，Mg和ZrFe1.4Cr0.6均生成纳米晶，且催化相ZrFe1.4Cr0.6微粒均匀分布于Mg颗粒的表面和内部。合金相中Zr,Fe,Cr皆不与Mg生成金属间化合物。合金相只起催化作用，不影响Mg的氢化平衡特性。本发明样品活化制度为4.0MPa H2,350℃条件下吸、放氢循环10次。活化后样品进行动力学性能测量，温度范围160～350℃，压力范围0.5～2.0MPa。
性能指标储氢容量3.4～4.25wt.％；吸氢速率250～350℃ 5分种吸氢分别达最大吸氢量80％；
放氢速率350℃ 5分种放氢达最大放氢量80％；循环寿命100次性能无明显衰减；抗氧化能力暴露空气一周后，经三～五次吸、放氢循环可恢复到最佳性能。
此外，该复合材料具有优异的低温，低压吸氢性能。160℃,0.5～2.0MPa氢压下，10分种内吸氢可达饱和值的80％。Mg+xwt.％ZrFe1.4Cr0.6复合材料的综合氢化性能优于其它储氢材料。
本发明具有以下优点1．制备工艺简便，重现性好，节省能源。
2．在保持较高储氢量的同时，具有优异的动力学性能。甚至在较低温度，低吸氢压力下，仍具有较高的吸氢速率。
3．具有良好的循环稳定性和抗氧化能力。
以下通过实施例详述本发明。
附
图1为Mg+30wt.％ZrFe1.4Cr0.6复合材料经吸、放氢循环后SEM形貌附图2为Mg+40wt.％ZrFe1.4Cr0.6复合材料经吸、放氢循环后SEM形貌附图3为Mg+50wt.％ZrFe1.4Cr0.6复合材料经吸、放氢循环后SEM形貌实施例1ZrFe1.4Cr0.6合金相添加量为30wt.％时，储氢量达4wt.％；350℃ 5分种吸氢量达3.4wt.％,5分种放氢量达3.2wt.％；在较低的温度和氢压压力下，仍保持一定的吸氢速率。160℃,1.0MPa氢压下，5分种吸氢可达1.45wt.％。循环寿命100次性能无明显衰减。抗氧化能力暴露空气一周后，经五次吸、放氢循环可恢复到最佳性能。吸、放氢循环后形貌结构示于图1实施例2ZrFe1.4Cr0.6合金相添加量为40wt.％时，综合储氢性能达到最佳。储氢量达4.25wt.％；350℃5分种吸氢量达3.7wt.％；5分种放氢量达3.5wt.％；在较低的湿度和氢压下，160℃,1.0MPa H2,5分种吸氢可达1.7wt.％。循环寿命100次性能无明显衰减。抗氧化能力暴露空气一周后，经三次吸、放氢循环可恢复到最佳性能。吸、放氢循环后形貌结构示于图2。
实施例3ZrFe1.4Cr0.6合金相添加量为50wt.％时，Mg量的减少导致储氢量降为3.4wt.％，但动力学性能达到最佳。250～350℃ 1分种内吸氢量达饱和吸氢量的80％；300～350℃5分种内放氢量达饱和值的80％；160℃,0.5～2.0MPa氢压下，5分种吸氢可达该条件下饱和吸氢量的80％。循环寿命100次性能无明显衰减。抗氧化能力暴露空气一周后，经三次吸、放氢循环可恢复到最佳性能。吸、放氢循环后形貌结构示于图3。
相关比较例1采用射频感应炉熔炼制备La2Mg17+xwt.％LaNi5(x=10～40)复合材料[K.Dutta,O.N.Srivastava,Synthesis,structural characterization and hydrogenation behaviourof the new hydrogen storage composite alloy La2Mg17-xwt.％LaNi5,J.MaterialsSci.,28(1993)3457]。活化制度为360℃,33MPa氢压下活化6小时。其中La2Mg17+10wt.％LaNi5具有最高储氢容量5.24％。但复合体系的氢化速率偏低，在350～400℃,4.0MPa氢压下，需约30分种吸氢量才能达到饱和值的80％。
比较例2采用包覆熔炼法制备Mg+xwt.％FeTi复合材料[P.Mandal and O.N.Srivastava,Hydrogenation behaviour of the new composite storage material Mg+x％FeTi,JAlloys Comp.,205(1994)111]。当x=40时，室温储氢容量达3～3.6％,15分钟内吸氢量达到饱和值的80％。但材料活化非常困难，需加热至400℃，抽真空至10-4乇后充入3.0MPa氢气，然后长时间恒温4～6小时，后冷却至室温，如此循环2次材料方能活化。
权利要求
1．一种镁基纳米复合储氢材料，其特征在于该复合储氢材由Mg和ZrFe1.4Cr0.6组成，Mg和ZrFe1.4Cr0.6均生成纳米晶，且催化相ZrFe1.4Cr0.6微粒均匀地分布于Mg颗粒的表面和内部，ZrFe1.4Cr0.6的量占总重量的10～50％。
2．一种权利要求1所述镁基纳米复合储氢材料的制备方法，其特征在于将块状ZrFe1.4Cr0.6合金与100目Mg粉混合，在高纯惰性气氛中球磨。
3．按照权利要求2所述镁基纳米复合储氢材料的制备方法，其特征在于球磨球料比为20～30∶1，时间2～3小时。
4．按照权利要求2所述镁基纳米复合储氢材料的制备方法，其特征在于惰性气为氩气。
全文摘要
一种镁基纳米复合储氢材料,该复合储氢材由Mg和ZrFe
文档编号C22C1/04GK1303951SQ9912258
公开日2001年7月18日 申请日期1999年12月1日 优先权日1999年12月1日
发明者王平, 张海峰, 王爱民, 丁炳哲, 胡壮麒 申请人:中国科学院金属研究所