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一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
张健;何柳;姚远
申请/专利权人:
长沙理工大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-01-03
申请/专利号:
CN202010004673.X
公开时间:
2020-04-21
公开号:
CN111041263A
主申请人地址:
410114 湖南省长沙市天心区万家丽南路二段960号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将Ni粉和Cu粉以1:1的原子比混合,放入球磨罐中; (2)采用机械球磨法,在球磨机上球磨,球磨时间为5小时,球料比为30:1,球磨转速为1000rpm,为了避免球磨过程中产生的高温对样品的影响,球磨机每球磨1h,停歇10min,得到NiCu固溶体; (3)将MgH2粉末与制备得到的NiCu固溶体以9:1的质量比混合,放入球磨罐中; (4)采用(2)中所述球磨方法制备得到MgH2/NiCu储氢体系。 2.如权利要求1所述一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法,其特征在于:MgH2粉末的纯度为98wt%,Ni粉的纯度为99.8wt%,Cu粉末的纯度为99.9wt%。 3.如权利要求1所述一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法,其特征在于:所述球磨机是QM-3C高速振动球磨机。 4.如权利要求1所述一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法,其特征在于:Ni、Cu固溶为形成NiCu双金属催化剂提供了一种可行的方法。 5.如权利要求1所述一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法,其特征在于:均匀分布的NiCu固溶体催化剂提供了大量形核位点和氢扩散通道,加快了体系动力学性能。 6.如权利要求1所述一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法,其特征在于:所述的NiCu固溶体中,Ni粉与Cu粉的原子比为3:1、1:1、1:3等。 7.如权利要求1所述一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法,其特征在于:体系脱氢和再加氢过程中形成的Mg2Ni(Cu)起到了原位催化作用。 8.如权利要求1所述一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法,其特征在于:NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的机理为Mg2Ni(Cu)的“氢溢流”效应。 9.如权利要求1所述一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法,其特征在于:该方法得到的储氢体系与同等球磨条件下的纯MgH2体系相比,初始脱氢温度降低了106.6℃,峰值脱氢温度降低了68.0℃,脱氢速率明显加快,该体系在300℃ 、15min内可释放5.14wt% H2;与此同时,球磨MgH2/NiCu储氢体系也具有优异的吸氢性能,即使温度降低到250℃,在30min内该体系也能吸收4.37wt% H2。
摘要:
本发明属于固态储氢领域,公开了一种基于NiCu固溶体催化改善MgH2储氢性能的方法。该方法为利用机械球磨法将Ni粉(99.8wt%)与Cu粉(99.9wt%)共球磨5小时,得到NiCu固溶体;然后,将其与MgH2混合球磨,最终得到MgH2/NiCu储氢体系。该储氢体系中NiCu固溶体均匀分布在MgH2表面,为体系提供了大量的形核位点和氢扩散通道,使得体系动力学性能显著提高,与同等条件下的纯MgH2体系相比,MgH2/NiCu储氢体系初始和峰值脱氢温度分别降低了106.6℃和68.0℃,脱氢速率明显加快(300℃、15min内可释放5.14 wt% H2);此外,MgH2/NiCu储氢体系吸氢性能优异,即使温度降低到250℃,在30min内也能吸收4.37wt% H2,...

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