[发明专利]一种复合型镁铝基储氢材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种储氢材料，具体涉及一种复合型镁铝基储氢材料的制备方法。本发明将镁金属切割成镁块，以镁块为阳极、碳棒为阴极，得到沉积的超细镁粉，取锰铁矿石、稻壳、钛粉研磨，过筛得到混合粉料，将铝锭熔化后掺入锌粉，再降温加入分散粉料和聚四氟乙烯，通氩气精炼，冷却后得到复合金属树脂，最后将复合金属树脂熔融挤出，得到复合型镁铝基储氢材料，锰能阻止镁铝合金的再结晶，提高其抗冲击性和耐压性能，钛沉积在镁和炭粉的超细粉体颗粒表面，形成Mg‑Ti‑C复合储氢材料，提高储氢材料的氧化稳定性，过渡金属元素对镁的氢化反应有催化效果，并增加了镁与氢气反应接触面积，从而提高储氢材料的放氢速率并降低放氢温度。

技术领域

本发明涉及一种储氢材料，具体涉及一种复合型镁铝基储氢材料的制备方法。

背景技术

随着社会发展、人口增长，人类对能源的需求将越来越大。以煤、石油、天然气等为代表的化石能源是当前的主要能源，但化石能源属不可再生资源，储量有限，而且化石能源的大量使用，还造成了越来越严重的环境污染问题。因此，可持续发展的压力迫使人类去寻找更为清洁的新型能源。

氢能作为一种清洁、高效的能源，在社会生产中占有重要位置，但氢能不易储存，难以大范围的使用，储氢材料的开发是解决氢能应用中氢存储技术难题的关键。储氢材料具有储氢量大、安全、简便和可循环吸放氢的特点，因此储氢材料作为一种重要的能源材料受到广泛关注。

传统的两种储氢方式（主要是高压气态储氢和低温液化储氢的方式），因具有较低的体积密度，很难实现车载储氢的实际应用。而固态储氢技术（利用氢与材料反应生成氢化物的一种化学储氢方式）的出现，改善了目前的状况。特别对于轻质元素储氢体系，实现了高重量和高体积密度的固态安全储氢。当前对固态储氢材料的研究主要集中于金属氢化物如镁系、钛系、锆系、稀土系等，金属配位氢化物和碳纳米材料这几类材料。

金属氢化物储氢具有安全可靠、储氢能耗低、储存容量高（单位体积储氢密度高）、制备技术和工艺相对成熟等优点。此外，金属氢化物储氢还有将氢气纯化、压缩的功能。因此，金属氢化物储氢是目前应用最为广泛的储氢材料。但传统金属氢化物的重量储氢密度低于2.0wt.%，难以满足实际应用的储氢密度要求。而氢化镁虽然储氢容量高达7.6wt.%，但氢化镁需在300℃以上才能有效吸放氢，且其缓慢的吸放氢动力学性能限制其实际应用。铝氢化物同样存在可逆性较差的问题，放氢温度也较高。锂镁氮氢体系真正可以利用的储氢量只有6wt.%左右，吸放氢温度高达200度以上，且容易产生氨气毒害燃料电池，同时破坏了材料，导致材料在循环过程中储氢量衰减。氨硼烷类材料理论储氢量很高，可是放氢温度偏高，同时产生有毒副产物。

因此，亟需研制出一种既具有高的储氢量同时在较低的放氢温度下即可快速吸放氢的储氢材料。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前传统金属氢化物放氢缓慢并且放氢温度较高，储氢材料要求更高的抗压强度来达到高储氢容量，另外储氢材料密度较大不利于轻质燃料电池开发的缺陷，提供了一种复合型镁铝基储氢材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种复合型镁铝基储氢材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）将镁金属切割为镁块，以镁块为阳极，碳棒为阴极，对直流电弧等离子体设备抽真空，再向其中充入氩气来设定压力，向直流电弧等离子体设备通入冷却水；

（2）启动直流电弧等离子体设备，静置1～2h，收集凝固在直流电弧等离子体设备中收集室内壁的镁粉，得到超细镁粉，将4～5g氯化钛溶于30～40mL四氢呋喃中，加热升温，启动磁力搅拌器开始搅拌，待氯化钛全部溶解，得到有机金属溶液；