反应球磨法制备镁基储氢材料的研究

摘要

储氢材料的研发是实现氢能经济的关键环节。镁基储氢材料具有较高的理论储氢量，原材料储量丰富，价格低廉等优势，但较高吸放氢温度和较慢吸放氢速率限制了其应用。本文以Mg-21Li-xAl(x=3,6)合金为原材料，采用反应球磨法制备出镁基储氢材料。通过采用XRD、TG-DSC等测试手段研究了原材料成分及球磨条件对最终反应产物相组成以及放氢性能的影响。
　　本研究主要内容包括：①氢化球磨可以促使bcc结构的β-Li向hcp结构的α-Mg转化；②氢化球磨产物与球磨时间相关，本实验中两种合金的最终氢化球磨产物的相组成皆为MgH2相，α-Mg相以及LiH相；本实验中两种合金中Al含量的改变对球磨最终产物的相组成以及其放氢温度无明显影响；③以Mg-21Li-xAl(x=3，6)合金为原材料，通过反应球磨法制备的镁基储氢材料的氢化过程为：氢气气氛球磨下，β-Li相与氢气反应生成 LiH相以及α-Mg相，随后α-Mg相与氢气进一步反应生成MgH2。产物的放氢过程为MgH2受热分解放出氢气；④对比之前开展的关于Mg-14Li-Al合金的研究结果：该合金通过采用转速为540 rpm，球料比30∶1，0.4 MPa氢压的球磨工艺获得了含有配位氢化物的复相体系，可知：原材料成分以及球磨条件对氢化球磨反应最终产物的相组成和放氢性能有直接影响。

目录

1 绪论

1.1 开发氢能的意义

1.2 储氢材料分类及研究现状

1.2.1 物理吸附储氢材料

1.2.2 化学储氢材料

1.2.3 镁基储氢材料的研究进展

1.2.4 镁基储氢材料的制备方法

1.3 本课题研究的主要目的、内容和方法

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究内容

1.3.3 研究方法

2 实验方法

2.1 反应球磨法制备镁基储氢材料

2.2 实验设计

2.3 实验设备

2.4 制备方法

2.5 分析方法

2.5.1 X射线衍射分析（XRD）

2.5.2 热重-差示扫描热分析（TG-DSC）

3 不同Al含量的Mg-21Li-xAl(x=3,6)合金的反应球磨法合成

3.1 Mg-21Li-6Al合金的反应球磨法合成

3.1.1 球磨时间对相组成的影响

3.1.2 氢化球磨产物的放氢性能的研究

3.2 Mg-21Li-3Al合金的反应球磨法合成

3.2.1 球磨时间对相组成的影响

3.2.2 氢化球磨产物的放氢性能的研究

3.3 Mg-21Li-6Al与Mg-21Li-3Al合金的反应球磨法合成的镁基储氢材料的比较

4 结论

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录：