氢化镁储氢材料的吸放氢性能改性研究文献综述

文献综述

本课题研究的现状及发展趋势：

氢以气态形式存在时，在常规条件下具有下密度小、易燃、易爆、易扩散的特点，因此给储存和运输带来很大困难。而当氢作为一种燃料时，对氢的储存和运输就提出了能量密度大（主要是质量储氢密度和体积储氢密度）、能耗少、安全性高的技术要求。由于目前高效安全的储氢技术难题仍未得到解决，使得氢能在工业生产中的大规模应用受到了限制。对此许多国家和科研机构都将高效安全的储氢技术作为氢能系统研究的重点，并对储氢载体的性能提出了明确的目标。

金属储氢合金一般是由一种吸氢元素或与氢有很强亲和力的元素A和另一种吸氢量小或不吸氢的元素B共同组成，其中A是组成储氢合金的关键元素，控制着合金的储氢量，而元素B控制着吸放氢的可逆性，起到调节氢化物生成热与分解压力的作用。目前储氢合金主要有AB₅型稀土系材料、AB₂型LaveS相材料、非AB₅型稀土系材料、AB型铁系材料、钒基固溶体型材料和镁系材料等。其中Mg基储氢材料因其高储氢容量（7.6wt.%）、资源丰富、成本低等特点，被认为是最有发展前进的储氢材料之一在金属氢化物中，氢以原子状态储存于合金中，一些金属或合金的储氢密度可达到标准状态下氢气的1000倍，与液氢相同甚至超过液氢。当氢重新解离出来时要经历扩散、相变、化合等过程，由于这些过程受热效应与固态相变速度的制约，因此金属氢化物储氢具有不易爆炸，安全性高的优点。此外金属氢化物还可以发挥其热效应的功能用作其它功能材料。同时，由于金属氢化物的制备技术和工艺相对成熟，并且金属氢化物储氢还能起到纯化、压缩的作用，因此，金属氢化物是目前应用最为广泛的储氢材料。

由于MgH₂的放氢温度高、吸/放氢速率较慢等缺点阻碍了其实际应用。多年来，为了改善镁的储氢性能，国内外学者开展了大量的研究，并取得了一定的成果。目前，Mg基储氢材料的改性方法有：机械球磨合金化改性、催化掺杂改性、与其它储氢材料复合改性等。

本课题研究的意义和价值：

能源作为人类社会发展的动力，在生产生活中的各个领域起着基础性的支撑作用，不断地推动着社会生产力向前发展。工业革命以来，效率低下的人力生产逐渐被机械化的大生产所取代，人类对能源的需求量与日俱增，导致石油、天然气、煤炭等不可再生的化石燃料过度消耗，并随之带来了一系列日益严峻的环境问题。因此，寻找到一种清洁、无污染、可再生的新能源已成为全世界各国可持续发展的出路。氢能因其资源丰富、能量密度值高、清洁、导热性能良好、用途广泛等特点，引起了众多学者的广泛关注，并且被誉为 21 世纪的能源。而且氢能作为一种洁净高效的二次能源载体，能够作为化石资源、核能、可再生能源的终端能源，促进多元化能源战略的实现，故而氢能还被认为是由传统化石能源向可再生新能源发展的途径之一，是实现能源可持续供给和循环的重要能源载体。在未来的能源体系中，氢能有望成为与电能并重而互补的终端能源。

参考文献：

[1] 罗连伟，朱艳．储氢材料的研究分析[J]．当代化工，2018，47(01)：124-131．

[2] 王丽婷，王守志，孙晨财，等．镁基储氢材料的研究进展[J]．石家庄职业技术学院学报，2016，28(05)：50-51．