【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种镁基储氢材料及其制备方法，属于储氢合金材料及其制备。
技术介绍
1、能源是支撑人类社会生产与经济发展最重要的物质基础，人类最常用的化石燃料，如煤、石油被过度开发和使用，已造成严重的能源枯竭，开发储量丰富、清洁高效和安全经济的绿色能源对于经济和社会的可持续发展具有重要的意义。氢作为地球上储量最丰富的元素之一，因其燃烧热高，清洁无污染，有望在石油时代末期成为一种主要的二次能源。
2、从体积储氢密度、储氢能耗、安全性等因素考虑，金属系储氢材料储氢是目前公认为最好的储氢方法之一。同时，镁资源储藏丰富、价格低廉，因此受到越来越多研究者的关注。但是镁基储氢材料吸放氢温度较高（300-400℃），动力学与热力学性能差，不进行改性无法满足实际应用的要求。这主要是因为氢在镁表面的缓慢解离以及在合金和氢化物内部的缓慢扩散。因此，如何有效改善镁基合金的吸放氢性能，提供一种具有大规模工业推广可行性且可作为未来氢气储存和运输的理想镁基储氢材料是十分必要的。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决改善了现有镁基储氢材料吸放氢动力学，降低其放氢活化能，并解决了固态添加剂难以均匀的分布在表面上的问题，提供一种镁基储氢材料及其制备方法。
2、本专利技术的技术方案：
3、本专利技术的目的之一是提供一种镁基储氢材料，该储氢材料以铜粉、碳纳米管和mg85ni5ce10合金粉末为原料，采用球磨处理得到。
4、进一步限定，mg85ni5ce10合金粉末、铜粉和碳
5、更进一步限定，mg85ni5ce10合金粉末、铜粉和碳纳米管的质量比为7：2：1。
6、更进一步限定，mg85ni5ce10合金粉末、铜粉和碳纳米管的质量比为7：1：2。
7、进一步限定，mg85ni5ce10合金粉末的粒径为100-200目，铜粉的粒径为200目，碳纳米管的直径为5-10nm。
8、本专利技术的目的之二是提供一种上述镁基储氢材料的制备方法，该方法为将铜粉、碳纳米管和mg85ni5ce10合金粉末混合置于球磨罐中，球磨处理，得到镁基储氢材料
9、进一步限定，球磨处理转速为350r/min，球磨时间为20h，且每运行30min停转30min。
10、进一步限定，球磨处理过程采用正反转交替运行的模式。
11、进一步限定，球磨处理的球料比为20:1。
12、进一步限定，球磨处理的小球是直径为4-8mm的不锈钢球。
13、本专利技术的目的之二是提供一种上述方法制备的镁基储氢材料。
14、有益效果：
15、本专利技术采用同时调控镁基储氢材料内部微观结构以及表面性质的方式来改善材料的储氢性能，具体的通过高能球磨制备非晶/纳米晶结构，全面调节合金的内部微观结构，同时复配添加两种添加剂铜粉和cnts，并利用高能球磨处理工艺使两者在表面均匀分布以增强合金的表面性能，实现镁基储氢材料表面性质的改变，继而使mg85ni5ce10的储氢性能得到了明显的改善。实验结果表明，在633k，3.5mpa条件下经历一次吸放氢循环即可活化，并在333k-633k下均表现出优越的吸氢性能，尤其是在333k下，1h内的吸氢量超过1.8wt.%。同时该材料具有较好的放氢性能，脱氢焓变降低至73kj/mol,而且脱氢的活化能下降到64.71kj/mol。与现有技术相比，本专利技术还具有以下优点：
16、（1）本专利技术利用吸氢反应通常发生在材料的表面的特点，利用b侧元素cu掺杂生成mg2cu，作为h的快速扩散通道，缓解了在低温下h的扩散限制，有效改善镁基合金的吸放氢性能，同时利用cnts的添加缓解mg2cu的团聚现象，缩短了合金内部h的扩散距离，进一步的提高合金的吸放氢性能。
17、（2）本专利技术实现了固态添加剂的均匀掺杂，并制备出了非晶/纳米晶结构，通过整体调控思路，同时改善合金的内部微观结构以及表面性能，并同时添加两种添加剂，利用二者之间的互补作用并探索出二者添加的最佳比例，极大的改善了复合体系在较低温度下的储氢性能。
18、（3）本专利技术提供的镁基储氢合金的制备方法简单，且制备工艺简单稳定，添加剂材料易得，价格较低廉，易于大规模工业推广，制备得到的镁基储氢合金有望成为未来以氢为原料的储存、运输、氢燃料电池以及氢能源发动机等应用方面的优秀储氢合金。
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1.一种镁基储氢材料，其特征在于，以铜粉、碳纳米管和Mg85Ni5Ce10合金粉末为原料，采用球磨处理得到。
2.根据权利要求1所述的镁基储氢材料，其特征在于，Mg85Ni5Ce10合金粉末、铜粉和碳纳米管的质量比为7：（1~2）：（1~2）。
3.根据权利要求2所述的镁基储氢材料，其特征在于，Mg85Ni5Ce10合金粉末、铜粉和碳纳米管的质量比为7：2：1。
4.根据权利要求2所述的镁基储氢材料，其特征在于，Mg85Ni5Ce10合金粉末、铜粉和碳纳米管的质量比为7：1：2。
5.根据权利要求1所述的镁基储氢材料，其特征在于，Mg85Ni5Ce10合金粉末的粒径为100-200目，铜粉的粒径为200目，碳纳米管的直径为5-10nm。
6.一种权利要求1~5任一项所述的镁基储氢材料的制备方法，其特征在于，将铜粉、碳纳米管和Mg85Ni5Ce10合金粉末混合置于球磨罐中，球磨处理，得到镁基储氢材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，球磨处理转速为350r/min，球磨时间为20h，且每运行30m
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，球磨处理过程采用正反转交替运行的模式。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，球磨处理的球料比为20:1。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，球磨处理的小球是直径为4-8mm的不锈钢球。
...【技术特征摘要】
1.一种镁基储氢材料，其特征在于，以铜粉、碳纳米管和mg85ni5ce10合金粉末为原料，采用球磨处理得到。
2.根据权利要求1所述的镁基储氢材料，其特征在于，mg85ni5ce10合金粉末、铜粉和碳纳米管的质量比为7：（1~2）：（1~2）。
3.根据权利要求2所述的镁基储氢材料，其特征在于，mg85ni5ce10合金粉末、铜粉和碳纳米管的质量比为7：2：1。
4.根据权利要求2所述的镁基储氢材料，其特征在于，mg85ni5ce10合金粉末、铜粉和碳纳米管的质量比为7：1：2。
5.根据权利要求1所述的镁基储氢材料，其特征在于，mg85ni5ce10合金粉末的粒径为100-200目，铜粉的粒径为2...
【专利技术属性】
技术研发人员：程勇，王春丽，张琳琳，尹东明，熊亮，高秉阳，马兆伟，黄湃，王照民，王立民，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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