[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201710539282.6
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107338381B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李保衛(wèi);任慧平;趙增武;侯忠輝;蔡穎;馮佃臣;張羊換
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古科技大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 孟凡臣

本發(fā)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(xué)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(zhì)量百分比，0<n≤0.2。本發(fā)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(shù)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(wěn)定性，改善合金的放氫熱力學(xué)及動力學(xué)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于貯氫合金材料技術(shù)領(lǐng)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(shù)

氫被認(rèn)為是21世紀(jì)最好的燃料，是化石燃料的理想替代品。然而，實(shí)現(xiàn)氫能經(jīng)濟(jì)的技術(shù)挑戰(zhàn)是缺乏高效實(shí)用的貯氫技術(shù)。在所有的貯氫方法中，金屬氫化物貯氫被認(rèn)為是氫燃料電池最適合的氫載體，但當(dāng)前已經(jīng)商業(yè)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(diǎn)，被公認(rèn)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(tài)的稀土鎂基合金在室溫下幾乎沒放氫的能力，常規(guī)熔鑄工藝制備的合金吸放氫動力學(xué)極差。因此，如何降低合金氫化物的熱穩(wěn)定性及提高合金吸放氫動力學(xué)成為研究者面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(fā)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(xué)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(zhì)量百分比，0&lt;n≤0.2。

本發(fā)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(fā)明的特點(diǎn)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(jié)構(gòu)的快淬合金薄帶，改善合金的吸放氫動力學(xué)。在此基礎(chǔ)上，用機(jī)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(shí)間的球磨，改善了快淬態(tài)合金的表面狀態(tài)，使合金的吸放氫熱力學(xué)及動力學(xué)得到進(jìn)一步提升。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)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(shù)特征：

優(yōu)選地，x＝6，y＝4，z＝2，m＝3，石墨烯的質(zhì)量百分比n＝0.1。

本發(fā)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。