[發(fā)明專利]一種復合型鎂鋁基儲氫材料的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810360029.9
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108439330A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 董發(fā)勇;何偉仁;張建初
• 申請（專利權）人: 常州達奧新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B3/00
• 分類號: C01B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種儲氫材料，具體涉及一種復合型鎂鋁基儲氫材料的制備方法。本發(fā)明將鎂金屬切割成鎂塊，以鎂塊為陽極、碳棒為陰極，得到沉積的超細鎂粉，取錳鐵礦石、稻殼、鈦粉研磨，過篩得到混合粉料，將鋁錠熔化后摻入鋅粉，再降溫加入分散粉料和聚四氟乙烯，通氬氣精煉，冷卻后得到復合金屬樹脂，最后將復合金屬樹脂熔融擠出，得到復合型鎂鋁基儲氫材料，錳能阻止鎂鋁合金的再結晶，提高其抗沖擊性和耐壓性能，鈦沉積在鎂和炭粉的超細粉體顆粒表面，形成Mg?Ti?C復合儲氫材料，提高儲氫材料的氧化穩(wěn)定性，過渡金屬元素對鎂的氫化反應有催化效果，并增加了鎂與氫氣反應接觸面積，從而提高儲氫材料的放氫速率并降低放氫溫度。

技術領域

本發(fā)明涉及一種儲氫材料，具體涉及一種復合型鎂鋁基儲氫材料的制備方法。

背景技術

隨著社會發(fā)展、人口增長，人類對能源的需求將越來越大。以煤、石油、天然氣等為代表的化石能源是當前的主要能源，但化石能源屬不可再生資源，儲量有限，而且化石能源的大量使用，還造成了越來越嚴重的環(huán)境污染問題。因此，可持續(xù)發(fā)展的壓力迫使人類去尋找更為清潔的新型能源。

氫能作為一種清潔、高效的能源，在社會生產(chǎn)中占有重要位置，但氫能不易儲存，難以大范圍的使用，儲氫材料的開發(fā)是解決氫能應用中氫存儲技術難題的關鍵。儲氫材料具有儲氫量大、安全、簡便和可循環(huán)吸放氫的特點，因此儲氫材料作為一種重要的能源材料受到廣泛關注。

傳統(tǒng)的兩種儲氫方式（主要是高壓氣態(tài)儲氫和低溫液化儲氫的方式），因具有較低的體積密度，很難實現(xiàn)車載儲氫的實際應用。而固態(tài)儲氫技術（利用氫與材料反應生成氫化物的一種化學儲氫方式）的出現(xiàn)，改善了目前的狀況。特別對于輕質元素儲氫體系，實現(xiàn)了高重量和高體積密度的固態(tài)安全儲氫。當前對固態(tài)儲氫材料的研究主要集中于金屬氫化物如鎂系、鈦系、鋯系、稀土系等，金屬配位氫化物和碳納米材料這幾類材料。

金屬氫化物儲氫具有安全可靠、儲氫能耗低、儲存容量高（單位體積儲氫密度高）、制備技術和工藝相對成熟等優(yōu)點。此外，金屬氫化物儲氫還有將氫氣純化、壓縮的功能。因此，金屬氫化物儲氫是目前應用最為廣泛的儲氫材料。但傳統(tǒng)金屬氫化物的重量儲氫密度低于2.0wt.%，難以滿足實際應用的儲氫密度要求。而氫化鎂雖然儲氫容量高達7.6wt.%，但氫化鎂需在300℃以上才能有效吸放氫，且其緩慢的吸放氫動力學性能限制其實際應用。鋁氫化物同樣存在可逆性較差的問題，放氫溫度也較高。鋰鎂氮氫體系真正可以利用的儲氫量只有6wt.%左右，吸放氫溫度高達200度以上，且容易產(chǎn)生氨氣毒害燃料電池，同時破壞了材料，導致材料在循環(huán)過程中儲氫量衰減。氨硼烷類材料理論儲氫量很高，可是放氫溫度偏高，同時產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物。

因此，亟需研制出一種既具有高的儲氫量同時在較低的放氫溫度下即可快速吸放氫的儲氫材料。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要解決的技術問題，針對目前傳統(tǒng)金屬氫化物放氫緩慢并且放氫溫度較高，儲氫材料要求更高的抗壓強度來達到高儲氫容量，另外儲氫材料密度較大不利于輕質燃料電池開發(fā)的缺陷，提供了一種復合型鎂鋁基儲氫材料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種復合型鎂鋁基儲氫材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）將鎂金屬切割為鎂塊，以鎂塊為陽極，碳棒為陰極，對直流電弧等離子體設備抽真空，再向其中充入氬氣來設定壓力，向直流電弧等離子體設備通入冷卻水；

（2）啟動直流電弧等離子體設備，靜置1～2h，收集凝固在直流電弧等離子體設備中收集室內壁的鎂粉，得到超細鎂粉，將4～5g氯化鈦溶于30～40mL四氫呋喃中，加熱升溫，啟動磁力攪拌器開始攪拌，待氯化鈦全部溶解，得到有機金屬溶液；