理论教育 Mg-Fe-H体系及镁基储氢材料分析

Mg-Fe-H体系及镁基储氢材料分析

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:Mg-Fe-H体系的氢化物为Mg2FeH6,其氢含量为5.4wt%,在普通金属氢化物中,它具有最高的氢体积密度150kg/m3。然后通过Mg与Fe的纳米颗粒在不同气氛和不同温度条件下来制备Mg2FeH6,制备结果显示4MPa氢气压力下,673K,反应80h或者4MPa氢气压力下,在723K,反应24h可以获得主相为Mg2FeH6的样品,样品中有少量Fe的存在。

Mg-Fe-H体系及镁基储氢材料分析

Mg-Fe-H体系的氢化物为Mg2FeH6,其氢含量为5.4wt%,在普通金属氢化物中,它具有最高的氢体积密度150kg/m3。Mg与Fe不存在MgxFey合金,Mg2FeH6的制备过程尤其是纯相的制备一直比较困难[166,173-180]

有小组[149]通过氢等离子体电弧法首先制备得到Mg与Fe的纳米颗粒,其中Mg的平均颗粒尺寸大约为300nm,Fe的颗粒尺寸约为30~50nm。然后通过Mg与Fe的纳米颗粒在不同气氛和不同温度条件下来制备Mg2FeH6(见图8-40),制备结果显示4MPa氢气压力下,673K,反应80h或者4MPa氢气压力下,在723K,反应24h可以获得主相为Mg2FeH6的样品,样品中有少量Fe的存在。

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图8-40 从Mg与Fe的纳米颗粒,不同气氛条件下(右上角)制备Mg2FeH6样品的X射线衍射图(右下角为Mg与Fe纳米颗粒的透射电镜照片)

通过升温合成的方法制备Mg2FeH6化合物并使用高压DSC以及原位X射线衍射技术[179,180]可以研究制备过程中的反应机理(见图8-41)。(www.daowen.com)

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图8-41 100bar氢气气氛中升温合成制备Mg2FeH6化合物,升温速率为5℃/min(图a);氢气气氛中升温合成制备Mg2FeH6化合物的原位X射线衍射结果(图b)

Bogdanovic[175]提出了Mg2FeH6作为储热体系合金的新概念,因为Mg2FeH6在放氢过程中释放出大量的热,同时作者还把Mg2FeH6-2Mg+Fe作为潜在储热体系与MgH2-Mg体系相比较。

其他研究较多的Mg基储氢合金材料还包括Mg-Al体系合金、Mg-Ti体系合金、Mg-Cu体系合金、Mg3Pr体系合金、Mg3Nd体系合金、Mg-Y-Ti体系合金等,Sakai等人[181,182]通过GPa级超高压合成技术制备了Mg-M-H(M为Ti,Nb,V,Zr,Hf,Ta等)氢化物。

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