[發(fā)明專利]納米氧化物催化劑包覆儲(chǔ)氫合金復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810022295.0
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN108247040B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國芳;侯忠輝;許劍軼;胡鋒;翟亭亭;張羊換
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F1/02
• 分類號(hào): B22F1/02;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/30;H01M8/04082
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 安娜

本發(fā)明涉及一種納米氧化物催化劑包覆儲(chǔ)氫合金復(fù)合材料及其制備方法。納米氧化物催化劑包覆儲(chǔ)氫合金復(fù)合材料中，儲(chǔ)氫合金選用La_1?x?yRE_xMg_yNi_3.0?a?bM_1aM_2b型儲(chǔ)氫合金；納米氧化物催化劑選用稀土氧化物和/或過渡金屬氧化物；其中，x，y，a和b均為原子比，且0<x<0.2，0<y<0.6，a+b<1。采用本發(fā)明提供的原料組成以及制備方法，將催化劑合成與包覆過程同步進(jìn)行，可以將催化劑以納米薄層形式均勻穩(wěn)固地包覆于合金表面；與此同時(shí)，催化劑前驅(qū)體環(huán)境可對(duì)合金進(jìn)行表面處理，進(jìn)而顯著提高儲(chǔ)氫復(fù)合材料的循環(huán)穩(wěn)定性及動(dòng)力學(xué)性能，從而滿足高容量電池的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲(chǔ)氫材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米氧化物催化劑包覆儲(chǔ)氫合金復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，基于儲(chǔ)氫合金在儲(chǔ)氫方面安全、高效的特點(diǎn)，其被認(rèn)為是未來綠色能源材料的希望。儲(chǔ)氫合金的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括燃料電池的氫燃料載體以及鎳氫電池的負(fù)極材料。目前，AB₅型混合稀土系儲(chǔ)氫合金作為鎳氫電池的負(fù)極材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但其容量較低(極限值為372mAh/g)，無法滿足人們對(duì)高容量電池的要求。

La-Mg-Ni型儲(chǔ)氫合金具有放電容量高、成本低廉的優(yōu)勢，但該類儲(chǔ)氫合金存在易被腐蝕、循環(huán)壽命較差等缺點(diǎn)，成為該類合金開展實(shí)際應(yīng)用的瓶頸。此外，對(duì)于少數(shù)含有催化劑添加劑的儲(chǔ)氫合金材料，因催化劑被包覆于合金內(nèi)部，或者催化劑容易發(fā)生團(tuán)聚而無法均勻包覆于合金表面，從而導(dǎo)致催化劑的催化活性降低，不能滿足要求。

基于此，開發(fā)一種容量高、壽命長、易活化的新型儲(chǔ)氫合金迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種納米氧化物催化劑包覆儲(chǔ)氫合金復(fù)合材料的原位合成法。采用本發(fā)明提供的原料組成以及制備方法，將催化劑合成與包覆過程同步進(jìn)行，可以將催化劑以納米薄層形式均勻穩(wěn)固地包覆于合金表面；與此同時(shí)，催化劑前驅(qū)體環(huán)境可對(duì)合金進(jìn)行表面處理，進(jìn)而顯著提高儲(chǔ)氫復(fù)合材料的循環(huán)穩(wěn)定性及動(dòng)力學(xué)性能，從而滿足高容量電池的需求。

為此，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種納米氧化物包覆儲(chǔ)氫合金復(fù)合材料，復(fù)合材料包括儲(chǔ)氫合金和納米氧化物催化劑；儲(chǔ)氫合金選用La_1-x-yRE_xMg_yNi_3.0-a-bM_1aM_2b型儲(chǔ)氫合金；納米氧化物催化劑選用稀土氧化物和/或過渡金屬氧化物；其中，x，y，a和b均為原子比，且0<x<0.2，0<y<0.6，a+b<1。

優(yōu)選地，復(fù)合材料的化學(xué)式為La_1-x-yRE_xMg_yNi_3.0-a-bM_1aM_2b+Q wt％MO_n；其中，MO_n代表納米氧化物催化劑，Q為納米氧化物催化劑占儲(chǔ)氫合金的質(zhì)量百分含量，且0<Q<30；MO_n中，M的化合價(jià)為+2n，n為原子比，且n＝1，3/2，4/3或2。