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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
Fe@C改性镁基固态储氢材料宏量制备关键技术研究
  • 26
  • 作者

    宋飞飞 郑越 孙启明 李昱

  • 单位

    中核北方核燃料元件有限公司反应堆辐射特种靶件制备工艺重点实验室清华大学中国海洋工程研究院(青岛)

  • 摘要
    镁基固态储氢具有储氢密度大、安全性高、可逆性好、资源丰富等优点,是最具大规模推广应用前景的储氢材料之一,但其较差的动力学和热力学性能,限制了商业化应用,因此对镁基储氢材料进行改性成为主要研究方向。为研制一种水解性能良好、储氢密度高、适用于特种场景的镁基储氢材料,可通过添加金属合金和催化剂改善材料性能。通过实验室研究,形成一种新型碳化铁复合改性镁基固态储氢材料克级的制备技术,再放大到中试生产线,探索产业化制备的工艺技术。在Mg中添加Ce、Ca、In合金和碳化铁催化剂,可以抑制Mg(OH)2的沉积,促进水解反应。通过添加Ce,起到“氢泵”的作用,促进吸氢反应。通过添加In,降低反应焓变值,调节动力学性能。采用单层多孔Fe@C作为催化剂,可以起到催化、降低焓变值、抑制团聚、促进水解性能等多重调节作用。通过实验对比,摸索到批量化生产Fe@C改性镁基固态储氢材料的制备技术,在压力和温度一定下,氢化6小时,可制备出合格的镁基固态储氢材料。平均水解放氢量1651ml/g,储氢密度7.34wt.% ,平均粒径116μm,产品性能优异,实现镁基固态储氢材料由实验室克级向产业化制备的成果转化。
  • 关键词

    镁基粉末镁基固态储氢氢化水解、碳化铁、催化

  • 文章目录


    0 引 言
    1 镁基固态储氢材料改性方法及原理
    1.1性能
    1.2储氢机理
    1.3改性技术
    1.3.1配方
    1.3.2合金化改性
    1.3.3添加催化剂
    1.4制备技术路线及难点
    1.4.1主要技术路线
    1.4.2难点
    2实验方法
    2.1设备设施
    2.2 制备工艺
    2.2.1 合成Fe@C催化剂
    xCaxCexInx+Fe@C材料'>2.2.2 合成MgxCaxCexInx+Fe@C材料
    2.2.3氢化工艺
    2.2.4分析检测方法
    3结果与讨论
    3.1储氢性能
    3.2微观形貌
    3.3放氢性能分析
    3.4工艺参数对氢化反应的影响
    3.4.1氢化反应过程分析
    3.4.2储氢密度分析
    4结论
  • 引用格式
    宋飞飞,郑越,孙启明,等.Fe@C改性镁基固态储氢材料宏量制备关键技术研究[J/OL].洁净煤技术,1-11[2025-01-18].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3676.td.20250116.1427.002.html.
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