纳米储氢电极材料

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1、纳米储氢电极材料纳米储氢电极材料主要有碳纳米管、镁银合金和镁钛合金Mg2Ni纳米晶储氢材料性能：它貝有储氢容量高，吸放氢平台好，质量轻，资源丰富等优点，但要能达到实用化的A的就必须解决其在室温下吸放氢动力学性能差，农而容易形成氧化膜等缺点。H前，在镁基储氢合金的开发研究中，现已冇Mg2Ni,Mg2Cu,Mg2La系储氧合金，还有一•系列的多元M百Ni系储氮合金。制备方法采用机械合金化方法，即使用高能球磨机进行球磨制备1.采用机械合金化方法制备了MgNi合金粉末，其晶粒度在10nm左右。2.在较高的速度卞球磨可以使&成MgNi合金的时间

2、提前，完全合金化的过程缩短,还有利于减轻焊介提高球瞎效率。3.过程控制剂的加入以及循环变速运转可以缓和焊合现象的发牛。4.初步的研究结果表明:MgNi纳米晶粉末在室温下即可吸红，贮氢性能较Z传统方法制备的材料有显著改善。传统方法制备的MgNi在温度低于250°C时不产生吸2氢现象，在经历一个前期活化过程之后，吸放氢实验在2508°C〜350°C,氢气压力1.5〜2.OMPa下完成。将机械合金化制备的MgNi纳米晶粉末在金属高压系统进行贮氢性能研究。称取一定量样品放入反M室屮，真空加热除气后，冷却到室温，放入一定量的氢气（氢气纯度大于9

3、9%），观察粉末在室温下的吸氢情况。储氢碳纳米管碳纳米管CNTs,CarbonNanotubes是一种主要由碳六边形弯曲处为碳五边形和碳七边形组成的单层或多层纳米管状材料。管的内径在几个纳米到几十个纳米Z间，长度可达微米量级。仅有一层石墨片层结构的单层管被称为单壁碳纳米管SWNTs,Single-Walledcarbonnantubes,有多层石墨片ailedcarbonnantubes。单壁碳纳米管是碳纳米管的一层结构的多层管被称为多壁碳纳米管MWXTs,Multi-W种极限状态，管径较小，玄径-•般为1〜6nm,最小的直径大约为O

4、ldnm,其结构中的缺陷不易存在，具有较高的均匀性和一致性。多壁碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米，长度为几十纳米到微米，层数从2〜50不等,层间距约为0134nmo（文献参考：Mg_2Xi纳米晶储弑材料的机械合金化制备工艺研究）物理吸附理论计算表明，碳纳米管单壁能够通过类似于纳米毛细作用将HF分子稳定在管腔中。分子尺度的微孔能吸附大量气体，因为这种材料的孔壁具有吸附势，能够增大气体密度经改性的碳纳米管的吸附能力更强电化学吸附1在电化学储氢过程中，水在碳纳米管表而电解，产生的氧气进入碳纳米管内部。XlQin等人利用循环伏安法研究了氢

5、在碳纳米管上的电化学储存机理。充电过程屮，吸附为控速步骤;放电过程中，氧化为控速步骤。和Ni粉一起压制成的碳纳米管电极反应活性髙，具有较大的峰电流。而峰电压和金属Ni的峰电压相同，则说明活性点为Nio储氢机理推测为：Ni+II0+e->NiHad+0H（控速步）2Nillad+MWNT（多壁碳纳米管）MWNTIIad+Ni应用储氢碳纳米管复合材料的应用可分为两人类。笫一，把储氢碳纳米管复合材料作为氢的存储体，提供氢源，或是把储氢碳纳米管复合材料作为电极使用。第二，把储氢碳纳米管复合材料作为高级燃料，专供航空或火箭导弹的推进剂使用。氢的

6、最大特点是单位质量的燃烧能量很大，而且还有可能将热能转化为电能。另外，氮燃烧后变成水，因而不产生冇毒气体，并且二氧化碳的释放量微乎其微。在不久的将来，储氢碳纳米管复合材料在国防及民用工业将得到广泛应用。展望虽然储氢碳纳米管复介材料有许多优异独特的性能，但tl前耍将其推向市场还存在一些问题。一是价格太高牛产碳纳米管的成木过于昂贵，lg纯单壁碳纳米管价格()约1000美元2003年。二是冃前尚不能大规模生产，只能在实验室介成。因此，储氢碳纳米管复合材料研究与开发的重要任务是改进生产工艺，实现批量生产，降低生产成木，只冇这样才能使储轼碳纳米

7、管复合材料得到真正应用。(文献参考：储氢碳纳米管复合材料性能及其应川)镁钛合金据该所分析，这种合金的储氢能力为自身重量的5%,比现在达到实用化水平的钢系合金提高了两倍以上，其重量也比銅系合金轻约30%o但此方而相关文献还比较少，但其制备方法可以参考镁银合金的机械制备法。铅基钻基纳米复合储氢材料