[發明專利]燃料電池用石墨烯催化的貯氫合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201710539282.6
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107338381B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 李保衛;任慧平;趙增武;侯忠輝;蔡穎;馮佃臣;張羊換
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/02;B22F9/04;H01M4/90
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 孟凡臣

本發明涉及一種燃料電池用石墨烯催化的貯氫合金的制備方法，所述合金的化學式組成為Mg_100?x?yTi_xV_ySm_12?zRE_zNi_10?mAl_m+n wt.％石墨烯，其中，RE至少為La、Nd、Y或Gd中的一種，x、y、z、m為原子比，且3≤x≤10，2≤y≤6，1≤z≤3，2≤m≤5；n為所述石墨烯占Mg_100?x?yTi_xV_ySm_12?zRE_zNi_10?mAl_m的質量百分比，0<n≤0.2。本發明的燃料電池用石墨烯催化的貯氫合金，在稀土鎂合金中添加多元稀土及一定數量的鈦、釩、鎳及鋁，在保證不降低合金吸氫量的前提下，降低合金的熱穩定性，改善合金的放氫熱力學及動力學。

技術領域

本發明屬于貯氫合金材料技術領域，特別涉及一種燃料電池用石墨烯催化的貯氫合金及其制備方法。

背景技術

氫被認為是21世紀最好的燃料，是化石燃料的理想替代品。然而，實現氫能經濟的技術挑戰是缺乏高效實用的貯氫技術。在所有的貯氫方法中，金屬氫化物貯氫被認為是氫燃料電池最適合的氫載體，但當前已經商業化的貯氫材料其貯氫容量均不能滿足燃料電池的要求。鎂基合金由于貯氫密度高及資源極為豐富等特點，被公認為最具潛力的貯氫材料。其中稀土鎂基合金的貯氫容量約為6wt.％。就其貯氫容量而言，完全滿足燃料電池對容量的要求。然而，晶態的稀土鎂基合金在室溫下幾乎沒放氫的能力，常規熔鑄工藝制備的合金吸放氫動力學極差。因此，如何降低合金氫化物的熱穩定性及提高合金吸放氫動力學成為研究者面臨的嚴峻挑戰。

發明內容

本發明的一個目的在于提出一種燃料電池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基貯氫合金。

本發明的一種燃料電池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基貯氫合金，其化學式組成為Mg_100-x-yTi_xV_ySm_12-zRE_zNi_10-mAl_m+n wt.％石墨烯，其中，RE至少為La、Nd、Y或Gd中的一種，x、y、z、m為原子比，且3≤x≤10，2≤y≤6，1≤z≤3，2≤m≤5；n為所述石墨烯占Mg_100-x-yTi_xV_ySm_12-zRE_zNi_10-mAl_m的質量百分比，0&lt;n≤0.2。

本發明的燃料電池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基貯氫合金，本發明的特點在于在稀土鎂基合金中添加多元稀土及鈦、釩、鎳及鋁，通過快淬工藝獲得具有納米晶+非晶結構的快淬合金薄帶，改善合金的吸放氫動力學。在此基礎上，用機械破碎法粉碎快淬合金薄片，并添加微量石墨烯作為催化劑并施以較短時間的球磨，改善了快淬態合金的表面狀態，使合金的吸放氫熱力學及動力學得到進一步提升。

另外，根據本發明上述實施例的燃料電池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基貯氫合金，還可以具有如下附加的技術特征：

優選地，x＝6，y＝4，z＝2，m＝3，石墨烯的質量百分比n＝0.1。

本發明的另一個目的在于提出燃料電池用石墨烯催化的高容量Mg-Ti-V-Sm-RE-Ni-Al基貯氫合金的制備方法。