[發明專利]MgH2

在審

• 申請號: 202010519273.2
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111498801A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 付強;王鳴;張方;楊昆;呂俊囡;秦宏云;于如軍;楊列寧;夏先暢;陳霞
• 申請（專利權）人: 世能氫電科技有限公司;山東理工大學
• 主分類號: C01B3/00
• 分類號: C01B3/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 趙真真

本發明屬于儲氫材料技術領域，具體涉及一種MgH₂?Ni?金屬氧化物?Ti?Fe復合儲氫材料及其制備方法。所述的復合儲氫材料，以金屬鎂為基料，混合金屬和金屬氧化物復合而成，其中，所述的金屬為Ni、Ti和Fe。本發明通過加入金屬和金屬氧化物顆粒，以加速研磨后充氫反應過程中鎂基復合粉體的吸氫速度，同時可以輔助研磨鎂顆粒使其粒徑更小并且在表面形成大量的缺陷縮短了氫原子的擴散距離，從而使材料的氫化和脫氫速率增加，具有良好的催化作用可以有效改善材料的動力學性能，Mg與Ni、Ti和Fe的反應性機械研磨通過減小Mg的粒徑來縮短氫原子的擴散距離和金屬氧化物的催化產生協同作用，使性能優于傳統鎂基儲氫材料。

技術領域

本發明屬于儲氫材料技術領域，具體涉及一種MgH₂-Ni-金屬氧化物-Ti-Fe復合儲氫材料及其制備方法。

背景技術

近來，通過氫進行能量儲存已經變得越來越重要。現在有多種技術用來儲存氫氣的技術，其中據儲存狀態的不同可分為氣態儲存、液態儲存和金屬氫化物形式的化學鍵合狀態儲存。氣態或液態氫的儲存經常常導致安全問題。因此，將氫在化學鍵合狀態以金屬氫化物的形式來儲存的儲氫系統是有優勢的。這種金屬氫化物儲氫具有儲存狀態與非儲存狀態，它們之間能夠進行基本上可逆的轉換。

目前，金屬氫化物固態儲氫成為了人們的研究熱點。鎂基儲氫材料其理論儲氫量可達7.6wt.％，吸/放氫平臺緩、可逆性好，足以滿足實際需求，是很有開發前景的金屬類儲氫材料。同時，其原材料來源廣，價格便宜，質量輕。但鎂基儲氫材料活化困難，動力學性能差，吸/放氫溫度高等缺點成為限制其實際應用的障礙。

針對于此，人們采用合金化這種簡單有效的手段來改善鎂基儲氫材料吸放氫性能。但依然存在動力學性能差的問題，很難在短時間內達到理論儲氫量，且容易被氧化。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種MgH₂-Ni-金屬氧化物-Ti-Fe復合儲氫材料，具有良好的動力學性能以及更高的脫氫和氫化速率；同時本發明還提供其制備方法，采用磁力研磨方式，研磨效果好，工作效率高。

本發明所述的MgH₂-Ni-金屬氧化物-Ti-Fe復合儲氫材料，以金屬鎂為基料，混合金屬和金屬氧化物復合而成，其中，所述的金屬為Ni、Ti和Fe。

所述的復合儲氫材料中Ni的質量百分含量為10-20wt％，優選12-16wt％，Ti的質量百分含量為1-5wt％，優選1.5-3.5wt％，Fe的質量百分含量為1-5wt％，優選1.5-3.5wt％，金屬氧化物的質量百分含量為1-5wt％，優選1.5-3.5wt％。

所述的Ni的平均粒徑小于5μm，Ti的平均粒徑小于44μm，Fe的平均粒徑小于10μm。

所述的金屬氧化物為V₂O₅、Fe₂O₃、Y₂O₃或Nb₂O₅中的一種。

所述的金屬氧化物的粒徑為10-30nm。

本發明所述的MgH₂-Ni-金屬氧化物-Ti-Fe復合儲氫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)在惰性氣體的保護氣氛下，將鎂粉、金屬粉料和金屬氧化物粉料的混合物料加入到電磁研磨機的研磨罐內，研磨罐內設有磁性研磨針，密閉研磨腔；

(2)開啟電磁研磨機，進行高速碰撞研磨；

(3)研磨結束后，通入5-15MPa壓力的氫氣進行反應1-4h，反應完畢后，分離出磁性研磨針，制得MgH₂-Ni-金屬氧化物-Ti-Fe復合儲氫材料粉末，經過壓縮制得復合儲氫材料。