镁基固态储氢材料研究进展

张秋雨,任莉,李映辉,林羲,杨海燕,张松,毛正松,邹建新,丁文江
摘要:镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点,被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。利用镁基储氢材料供氢主要有热分解放氢和水解产氢2种途径。MgH2的热分解放氢焓值高(75 kJ/mol H2),造成其放氢温度较高、动力学差;MgH2的水解过程中,由于常温水解产物Mg(OH)2逐渐包裹在MgH2表面,阻隔了MgH2与水的接触,从而导致水解产氢效率较低。近年来,大量研究工作聚焦于改善MgH2的热解/水解供氢性能及实际应用,已经取得了大量成果。针对目前国内外镁基固态储氢材料的研发,总结了材料/结构改性、反应条件对镁基储氢材料的热解/水解性能的影响,重点阐述了固态镁基储氢材料组成成分-微观结构-储放氢性能之间的关系,并对镁基储氢系统及实际应用场景进行了归纳。未来通过镁基固态储运氢技术的发展,将实现氢气的高安全、高效及大规模储运,助力中国氢能产业的发展。
关键词:镁基储氢材料;水解产氢;镁基固态储运氢系统;储氢性能

目录介绍

1 镁基储氢材料水解产氢

1.1 水解环境的影响

1.2 添加剂的影响

1.3 颗粒尺寸的影响

1.4 MgH2水解产氢系统及应用

2 Mg基固态材料与储氢系统

2.1 Mg吸放氢原理

2.1.1 MgH2/Mg体系吸放氢过程中的热力学

2.1.2 MgH2/Mg体系吸放氢过程中的动力学

2.2 Mg基储氢材料研究进展

2.2.1 合金化

2.2.2 添加催化剂

2.2.3 纳米化

2.3 Mg固态储氢系统研究进展及应用场景

3 纳米储氢材料开发

3.1 纳米镁基储氢材料的制备方法

3.1.1 三维纳米镁基储氢材料的制备方法

3.1.2 二维纳米镁基储氢材料的制备方法

3.1.3 一维纳米镁基储氢材料的制备方法

3.1.4 尺寸小于10nm的镁基储氢材料的制备方法

3.2 纳米镁基材料的储氢性能及机制分析

3.3 纳米储氢材料优势及未来应用场景预测

4 结论

 

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