[发明专利]一种MgH2

说明书

本发明提供了一种MgH₂‑AlH₃‑TiF₃复合储氢材料及其制备方法。包括以下步骤：S1：在惰性气体气氛下，将MgH₂和TiF₃进行球磨，得到MgH₂+TiF₃复合储氢材料；S2：在S1制备的MgH₂+TiF₃复合储氢材料中加入AlH₃进行球磨，得到MgH₂‑AlH₃‑TiF₃复合储氢材料。本发明制备的MgH₂‑AlH₃‑TiF₃复合储氢材的峰值放氢温度低、放氢速率快、循环稳定性好；并且采用差速球磨的制备方法有效避免了AlH₃在球磨过程中分解所造成的氢气损失，同时该改性后的储氢体系活化能降低至101kJ/mol。

技术领域

本发明涉及储氢材料技术领域，尤其涉及一种MgH₂-AlH₃-TiF₃复合储氢材料及其制备方法。

背景技术

氢能具有能量密度高，绿色可循环等优点，被认为是作为清洁能源的理想选择，已经引起了广泛的关注和研究。但氢能的运输与存储是限制其应用的巨大瓶颈，相对于高压气态储氢和液态储氢，固态储氢具有安全性好，储氢容量大的等优点，已经得到广泛研究，主要包括金属氢化物，配位金属氢化物，氨基化合物，新型碳基吸附剂等多个分支。而轻金属氢化物是较优秀的能满足低重量、高容量的储氢系统，因此已成为储氢领域的研究热点。其中轻金属Mg被认为是最有发展潜力的轻金属，其储氢容量高(理论储氢量7.6wt.％)，高于美国能源部(DOE)提出的轻型车载氢源指标(5.5wt.％)，且其放氢平台较缓，可逆性好，同时质量轻，资源丰富，价格低廉。但MgH2的热力学过于稳定，放氢温度过高，动力学缓慢，尙无法满足实际应用的需求。

为了提高Mg基储氢材料的综合储氢性能，科学工作者们做了大量的探究工作，有效的改善了镁基材料的储氢性能，主要包括：合金化、纳米化、催化掺杂和制备复合储氢材料等。卤化物催化掺杂是改性镁基储氢材料最有效的手段之一。Jin等人研究了不同金属氟化物对MgH₂的吸放氢性能的影响，发现NbF₅和TiF₃对MgH₂吸放氢性能的改善最明显，添加1mol％NbF₅或TiF₃的MgH₂在300℃和10bar H₂下吸氢10min达到饱和，吸氢量为 6wt％，且可以使MgH₂的放氢温度下降100℃，认为MgH₂与氟化物反应产生的氢化物相是性能提升的关键。然而，现有的卤化物催化掺杂氢化镁的效果仍不尽人意，氢化镁的峰值放氢温度较高、放氢速率较慢、循环稳定性较差等，而且催化掺杂往往会带来一定的氢容量损失。另外，在传统的制备Mg-Al-H复合储氢材料的过程中，由于球磨过程需要比较高的转速以及高转速下高能量带来的催化剂的有益催化效果等原因，AlH₃配位氢化物不可避免地会分解放出一部分氢气，从而使得体系的总储氢量降低。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种MgH₂-AlH₃-TiF₃复合储氢材料及其制备方法。其解决了现有技术中存在的卤化物催化掺杂氢化镁的峰值放氢温度较高、放氢速率较慢、循环稳定性较差、氢容量损失的问题。

本发明一方面，提供一种MgH₂-AlH₃-TiF₃复合储氢材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：在惰性气体气氛下，将MgH₂和TiF₃进行球磨，得到MgH₂+TiF₃复合储氢材料；