镁基储氢合金的最新研究进展
镁基固态储氢材料的研究进展
镁基固态储氢材料的研究进展梁宸曦;王振斌;张明锦;马存花;梁宁【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2024(13)3【摘要】氢能有望成为脱碳时代的“理想燃料”。
高性能储氢材料的发现、开发和改性是未来发展固态储氢和氢能源利用的关键。
而氢化镁(MgH2)具有储氢能力强、自然储量丰富、环境友好等特点,在固态储氢材料领域备受关注。
但是氢化镁较高的热力学稳定性、缓慢的动力学性能,以及循环过程中不可避免的团聚和粗化等问题在一定程度上限制了镁基固态储氢材料的大规模投产和实际应用。
近年来,大量研究工作聚焦于镁基储氢材料的热/动力学改性,目前已经取得了大量的成果。
本文通过回顾国内外相关文献,综述了改善镁基固态储氢材料储氢性能的最新研究进展,着重介绍了合金化、纳米化、引入催化剂等改性策略,阐述了不同策略具体的改性机理。
最后对未来的发展方向进行了展望,旨在为高性能镁基储氢材料的研发提供借鉴与指导。
【总页数】37页(P788-824)【作者】梁宸曦;王振斌;张明锦;马存花;梁宁【作者单位】青海师范大学化学化工学院;青海省人民政府-北京师范大学高原科学与可持续发展研究院;河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘查院;河南省金属矿产深孔钻探工程技术研究中心【正文语种】中文【中图分类】TK91【相关文献】1.催化剂对镁基储氢材料储氢性能影响的研究进展2.二硫化钼助磨的镁基储氢材料相结构及储氢性能3.镁基合金与碳纳米纤维复合储氢材料的制备与性能研究(Ⅰ)——以化学镀Ni碳纳米纤维为前驱物热扩散法合成Mg_2Ni-CNFs复合储氢材料4.镁基储氢材料水解制氢研究进展5.镁基固态储氢材料研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2024年镁基储氢材料市场发展现状
2024年镁基储氢材料市场发展现状1. 引言镁基储氢材料作为一种重要的能源储存材料，具有高储氢容量、快速充放电速度和良好的安全性等优点。
近年来，随着清洁能源的发展和环境保护意识的日益增强，镁基储氢材料市场逐渐兴起。
本文将介绍镁基储氢材料市场的发展现状及未来趋势。
2. 镁基储氢材料的分类镁基储氢材料主要分为二次反应型和原位反应型两种。
二次反应型镁基储氢材料是指在储氢过程中，镁与其他物质反应形成储氢化合物；原位反应型镁基储氢材料则是指镁本身作为储氢剂直接参与反应。
根据不同储氢温度和压力要求，还可以将镁基储氢材料进一步分为高温储氢材料和常温储氢材料。
3. 镁基储氢材料市场现状3.1 市场规模目前，镁基储氢材料市场规模相对较小，但呈现出快速增长的趋势。
镁基储氢材料被广泛应用于储氢电池、燃料电池、氢气发生器等领域。
随着新能源汽车的快速发展，镁基储氢材料市场有望迎来更大的机遇。
3.2 技术进展近年来，镁基储氢材料的研发取得了一系列突破性进展。
研究人员通过优化材料结构和改进储氢反应方式，提高了镁基储氢材料的储氢效率和循环稳定性。
此外，一些新型的镁基储氢材料如金属有机框架材料（MOFs）和纳米材料等也被广泛研究。
这些技术进展有助于提升镁基储氢材料的性能，推动市场的发展。
3.3 市场驱动因素镁基储氢材料市场的发展受到多个因素的驱动。
首先，环境保护政策的支持促进了清洁能源的发展，进而推动了镁基储氢材料市场的增长。
其次，镁基储氢材料具有高储氢容量、快速充放电速度和良好的安全性等优点，符合新能源汽车的需求。
此外，镁基储氢材料的研发进展和成本降低也为市场提供了增长动力。
4. 镁基储氢材料市场前景4.1 发展机遇随着清洁能源的推广和新能源汽车市场的发展，镁基储氢材料市场将迎来更大的机遇。
镁基储氢材料的高储氢容量和快速充放电速度，使其成为理想的能源储存材料。
此外，镁基储氢材料的研发进展和成本降低将进一步推动市场的发展。
4.2 挑战与对策尽管镁基储氢材料具有广阔的市场前景，但仍面临一些挑战。
Mg基储氢合金及其在Ni-MH电池中应用的研究进展
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2.mu- Ju’ ds ; Iv ! { L /OK e ‘ V uz F r I f i &’ .D^L/3D^+u8? 0X[z &’ .D^L/3bc? 4m’"OPy &’ .D^L/&.- ()*&+ +EX[I ‘3 b cr1s DXYeF D^L/? J^+E? !{L/O $tO1*LD+3nan2]{9Ku3{ 8? q0Ur[HI ] I N W 3 * L q x # e e " 37Qs,# EF -# IN01 ‘ v3 D ^ L / ‘ C -D*LCDy x e "X[ mo 3b " :;? Ql L7[zMN3 ^ O ; PK G oK ^ 3 \ 8 ] e oK @W+Ez,VCDsY.C ,# EF .# IN 0 [ q03- ()*&+ +E 0 3 X[ EF y S 83i )? IWyS "/// IE3 ()*&+ +EI + C b / g>? 83^_]{9‘as D^L/&"x 01! 3 Q y J cK 01, 3 R cK 3 S W c K T . ,) T c K U . L /c z? VvX 01 [z ()*&+ + E 3 &" C Q y J c L /s 2 - u !%LL/0 &’ .L/3 D ^ + u 8? ( [ &’, () Z+.? . ) T 0 + I C /// 203 4 ’? sQycL/ 3)T0+C 5$/ 203 4 ’s 56? &’ . L / m LK V? _ L W *s 2 C X # 1 ^ &’ . L / Y x( 8 K [? .0 3 &" gh C . & 4 n ^ m u - u * dK & 4 n^3Z|]s u b I ‘? &’ . L /3O- u _K[K P+E3+1*+XK [\:3U.L/Z + .? . ] z C Ks # z &’ . D ^ L /# e = i 3X[vM? bci <b < d uz 1 j &’ . L / 0P-3QRsJKC-u;%I>!{L/Oh qX[z &’ .D^ L /3 U ^ ~ $? &’ . D ^ L /& .- ()*&+ + E 3 + .:; I ‘ X[ 3 bc
镁基储氢合金材料的性能及研究进展
镁基储氢合金材料的性能及研究进展吴睿;陈用娇;周礼玮;韦小凤【摘要】由于资源丰富，储氢容量较高，价格低廉，应用前景广阔等特点，镁基储氢合金材料成为近年来研究的热点，然而其稳定的热力学性和缓慢的动力学性限制了它的应用，因而对镁基储氢合金材料的改性日益成为了镁基储氢合金发展的重要方向，文章对镁基储氢合金材料的性能及改性方法进行了综述，并对其发展趋势进行了展望。
%With high hydrogen storage capacity, rich in resources, low price and broad prospect of application, the Mg-based Hydrogen Storage alloy materials are becoming focus of study. However, the stable thermo-dynamics and the slow dynamics limited its application. And thus, the Modification of Mg-based hydrogen storage alloys became an important development direction. The properties and research progress of Mg-based hydrogen storage alloys were summarized in this paper, and modification methods were summarized. And its development trend was also prospected.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2016(018)007【总页数】4页(P49-52)【关键词】储氢合金;镁基储氢合金;改性;氢能;研究进展【作者】吴睿;陈用娇;周礼玮;韦小凤【作者单位】广西科技经济开发中心，广西南宁 530022;广西丽图科技有限责任公司，广西南宁 530022;广西科技经济开发中心，广西南宁 530022;广西科技经济开发中心，广西南宁 530022【正文语种】中文【中图分类】TG14随着世界人口的急速增长以及经济全球化的发展，能源危机和环境污染问题的日益严峻，发展清洁的可再生能源成为了各国研究者研究的焦点。
2024年镁基储氢材料市场前景分析
2024年镁基储氢材料市场前景分析引言随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，寻找清洁、可持续的能源替代品已经成为全球范围内的热点问题。
储氢技术作为一种重要的能源存储技术，被广泛关注。
而镁基储氢材料作为一种具有潜力的储氢材料，其市场前景备受关注。
本文将对镁基储氢材料的市场前景进行深入分析。
镁基储氢材料的特点镁基储氢材料具有较高的储氢密度和优良的可逆储氢性能，具备一定的应用潜力。
其主要特点包括：1.高储氢密度：镁及其合金具有较高的理论储氮密度，在可逆储氢过程中可以存储大量的氢气。
2.良好的可逆性：相比其他储氢材料，镁基储氢材料具有更好的可逆性，即在吸放氢过程中能够保持较高的储氢效率。
3.丰富的资源：镁是地壳中丰富的元素之一，其资源充足，具备可持续供应的优势。
4.储氢温度适中：镁基储氢材料的储氢温度相对较低，能够在常温下实现储氢效果。
镁基储氢材料市场现状目前，镁基储氢材料市场还处于初级阶段，总体规模较小。
主要现状包括：1.技术研发：镁基储氢材料的技术研发仍在持续进行中，相关技术尚未成熟，存在一定的挑战和难题。
2.应用领域：镁基储氢材料目前主要应用于能源存储、汽车行业和可再生能源等领域，但应用规模有限。
3.产业链发展：相关的产业链发展相对滞后，相关配套设备和服务体系建设不够完善。
4.市场需求：目前，对储氢材料市场的需求主要来自政府支持和少数储氢技术的推广应用。
镁基储氢材料市场前景尽管目前镁基储氢材料市场规模较小，但随着绿色能源的发展和政府对新能源的支持力度增大，镁基储氢材料在未来将会展现出广阔的市场前景。
1.技术突破：随着科技的发展，对镁基储氢材料的研究不断突破，解决了其在循环稳定性、储氢容量、储氢速率等方面的问题，使其应用范围得以拓宽。
2.政策支持：政府对可再生能源和清洁能源的支持力度将逐渐加大，镁基储氢材料有望受益于相关政策的推动，市场需求将逐步增加。
3.新能源汽车市场：随着新能源汽车市场的不断发展，氢燃料电池汽车作为一种重要的清洁能源汽车，对镁基储氢材料的需求将会增加。
镁基储氢材料的性能及研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 9 期镁基储氢材料的性能及研究进展史柯柯，刘木子，赵强，李晋平，刘光（太原理工大学化学工程与技术学院，气体能源高效清洁利用山西省重点实验室，山西 太原 030024）摘要：镁基储氢材料具有储氢容量高、价格低廉、在自然界中镁资源丰富等优点，被认为是最具有发展前景的一类固态储氢材料。
由于MgH 2稳定性好且放氢焓值高（75kJ/mol H 2），氢分子在Mg 表面解离能高及氢原子在镁晶格中扩散速率慢，导致吸放氢热力学稳定、动力学缓慢，从而限制了其在储氢方面的应用。
对于镁基储氢材料性能的改善，目前已经取得了许多研究成果。
本文综述了国内外镁基储氢材料的研究报道，归纳了镁基储氢材料的改性方法，重点阐述了合金化、纳米化和添加催化剂对于优化和改善热力学和动力学性能以及吸放氢机理的影响。
最后对该领域的研究成果和发展前景进行了总结和展望，基于现有分析认为，在未来的研究中可以综合运用添加催化剂和纳米化改性双重机制对MgH 2体系热力学性能进行调控，以获得具有高容量、高性能的Mg/MgH 2储氢体系，满足商业化应用的要求。
关键词：储氢；镁基储氢材料；纳米化；吸放氢性能中图分类号：TG139+.7 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）09-4731-15Properties and research progress of magnesium based hydrogen storagematerialsSHI Keke ，LIU Muzi ，ZHAO Qiang ，LI Jinping ，LIU Guang(Shanxi Key Laboratory of Gas Energy Efficient and Clean Utilization, College of Chemical Engineering and Technology,Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China)Abstract: Magnesium based hydrogen storage materials have the advantages of high hydrogen storage capacity, low price, and abundant magnesium resources in nature, and thus are considered as the most promising solid hydrogen storage materials. Due to the good stability of MgH 2, the high enthalpy of hydrogen desorption (75kJ/mol H 2), the high dissociation energy of hydrogen molecules on the surface of Mg and the slow diffusion rate of hydrogen atoms in the magnesium lattice, the absorption and desorption of hydrogen are stable in thermodynamics but the kinetics is slow, which limits its application in hydrogen storage. Many research achievements have been made to improve the properties of magnesium based hydrogen storage materials and this paper reviews these research reports, and summarizes the modification methods with the focuses on the effects of alloying, nanocrystallization and catalyst addition on the optimization and improvement of the thermodynamic and kinetic properties, and the mechanism of hydrogen absorption and desorption. Finally, the development prospects in this field are prospected. Based on the existing analysis, it is concluded that catalyst addition and nano modification should be综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1905收稿日期：2022-10-13；修改稿日期：2023-01-01。
镁基储氢材料研究进展
合金可以提高合金氢化物的解吸
等 温线 放 氢 平 台压 ， 实 验 室 以 本
前 的工作也发 现 。ｉ ｃ 取 代 Ｔ和 ｕ 后 的 Ｍｇ ｉ 系合 金氢 化物 的解 吸 Ｎ
等温 线 平 台 压得 到 明 显 提 高 ， 从 而 改 善 了 吸 、 氢 特性 。 由此 可 放
取得 的 巨大 突破 ， 以及 氢 能 汽 车 的发 展 ， 发 安全 、 量 轻 、 构 开 重 结 紧 凑 的氢 气 存储 材 料 迫 在 眉 睫 。
） 系列合金 中，ｏ ｃ 取代 的合 ｃ和 ｒ 金 吸 氢 量 比 Ｍｇ ｉ 加 。 Ｌｚ — 增 Ｎ ＿ａ
ｌｓｉ 报 导 了 Ｃ ｕｋ 等 ｕ取 代 的 Ｍｇ ｉ ｚ Ｎ
元 素取 代 不仅 能 明 显改 善 Ｍｇ ｉ ２ Ｎ 系储氢 合金 的吸 、 放氢 性能 ， 在另
一
方面． 元素取代也能显著提高
应 ，球磨结束时合金中储氢量达
到 １ ％。Ｓｎ 等采 用机 械球 磨 、 ． ６ ｏｇ 熔 炼和烧 结 的方法 制备 了合金样 品 。使合 金 的吸放 氢性 能得 到改
传 统 冶 金法 以外 的新合 成 方 法 。
土） ， 等 通过粉末冶金或机械合金 化 的方 式制 成复 合材料 。在 这方
面方 面 ．印 度 Ｂ ｎｒｓＨｉｄ ａａａ ｎ ｕ大 学物 理 系 的 Ｐ Ｍａｄｌ 人做 了 ． ｎａ 等
２０ ． ・ 舶 物 资与 市场 ０８６ 船
代 Ｎ． ｉ 和用主族金属元素部分取 代 Ｍｇ ｉ ｔ等 人研究 了结 构 为 。Ｈｒ ａ ａ
镁基储氢材料 由于储氢量高 ， 资
源丰 富 、 成本 低 廉 ， 公 认 为 最 被
镁基储氢材料的研究进展与发展趋势
ｓ ｂ ｔ ｕ ｉｇｃ ｎ ｔ ｕ ｎ ｓｏ ｙ ｒ ｇ ｎ ｓｏ ａ ｅａｌｙ ，ａ ｄｎ ａａｙ ｔ ｎ ｕ ｆｃ ｄｆ ａｉｎ ａｅ ｍｏ ｅｅｆｃｉｅ ａ — ｕ ｓｉ ｔ ｏ ｓｉ ｅ ｔ ｆｈ ｄ ｏ ｅ ｔｒｇ ｌ ｓ ｄ ｉｇ ｃ ｔｌｓｓ ａ ｄ ｓ ｒａ ｅ ｍｏ ｉｉ ｔ ｒ ｒ ｆｅ ｔ ｐ ｔ ｎ ｔ ｏ ｃ ｏ ｖ
维普资讯
・７ ・ Ｏ
材料 导报
２０ ０ ７年 ６月第 ２ １卷第 ６期
镁 基 储 氢 材 料 的研 究 进 展 与 发 展 趋 势
张 健 ， 周惦武ｈ ， 。 刘金水 张楚慧 ，
（ 湖南大学汽车车身先进设计 与制造 国家重点实验室 ， １ 长沙 ４０ ８ ； 湖南大学材料科 学 １０２２ 与工程 学院 ， 长沙 ４ ０ ８ ； 湖南大学机械与汽车工程学院 ， １０２３ 长沙 ４ ０ ８ ） １０ ２ 摘 要 对近年 来镁基储 氢材料 的研 究开发概况 、 制备技 术以及应 用研 究等方 面进行 了系统阐述 ， 分析 了影响镁
基储氢材料 储氢性能的主要 因素， 总结 了采用机械合金化 法、 氢合金 组元部 分替代 、 储 添加催 化剂制成复合材料 及表
面改性等方法可以有效改善储 氢性 能， 并对镁基储 氢材料研 究 中存在 的问题 以及今后 的发展方向进行 了探讨 与展 望。
关 键 词 镁基储氢材料 储 氢性能 机械合金化 复合材料 催化剂
ｉ ｔ ｒ ｌ ，ｃ ｔ ｌ ｓ ｓ ｔ ｍａ ｅ ｉ ｓ ａ ａ ｙ ｔ ｅ ａ
镁基 储氢 材料 由于具有储氢量大 、 料丰富、 原 价格低廉及重 量轻等优点 ， 有着非常广阔 的应 用前景 ， 尤其作 为 ＭＨ— 电池 Ｎｉ 的负极候 选材 料 ， 可用于生产高容量 的电池 ， 极有可能成为商业
镁基贮氢合金的研究进展及其制备
关 键 词 ： 基 贮 氢 合金 ； 镁 研究 进 展 ； 备 方 法 制
中 图分 类 号 ： Ｇ ３ ． Ｔ １９ ７ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ １ ６ ９ （ ０ ８ ０ ０ １ ０ １ ７ — ７ ５ ２ ０ ） ３— ０ ３— ５
环境友好 等一 系列特 点 ， 认 为是 最有 发 展前 途 的 固 被
态贮氢介 质 。制 备镁 基 贮氢 合 金 的方 法 很 多 ¨ ， 有 高温熔炼 法 、 冷 非 晶化 法 、 原 扩 散 法 、 结 法 、 急 还 烧 化 学沉积法 、 压 法 、 械合 金化 法 、 化 燃 烧 法 等 ， 热 机 氢 后 两种方 法制备 的镁基 贮 氢合 金性 能 良好 ， 为 引 起 尤 人 们的关 注 。
表 １ 氢 化物 的 密 度 和 氢 含 量
Ｔａ ｅ Ｔｈ ｅ ｓｔ ｎ ｙ ｏ ｅ ｏ ｅ ｔｉ ｙ ｒｄ ｂｌｌ ｅ ｄ ｎ ｉ ａ ｄ ｈ ｄｒｇ ｎ ｃ ｎｔｎ ｎ ｈ ｄ ｉｅ ｙ
Ｉａ ｏ ｖｎｖ等 于 １８ ９ ７年 成功 应 用 机 械合 金 化方 法 制 备 了 ＭｇＮ 合金 ， 优 点 在 于 比较 容 易 获 得具 有 非 晶 、 ，ｉ 其
近年来 ， 着 石化 能 源 的 日渐枯 竭 ， 环 境 污 染 随 对 的 日益重视及 对清 洁能源 的需 求 ， 氢材 料 的研 究 受 贮
氢 压 下 ， 应 生 成 Ｍ Ｈ Ｍｇ＋Ｈ 反 ｇ （ ＝Ｍｇ Ａ ＝ Ｈ， Ｈ
一
７ ． Ｊｍ １ 。Ｍ Ｈ 具 有金 红石 结构 ， 能 比较 稳 ４ ６ｋ／ ｏ） ｇ， 性 镁 虽然有 很高 的贮 氢 容量 ， 纯 镁 的 充放 氢动 力 但
机械合金化法制备镁基储氢合金的研究进展
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 机械合金化法制备镁基储氢合金的研究进展3马行驰1 ,岳留振2 ,何国求3 ,何大海4 ,张俊喜1(1 上海电力学院能源与环境工程学院,上海200090 ;2 上海汽车集团股份有限公司技术中心,上海201804 ;3 同济大学材料科学与工程学院,上海200092 ;4 国家磁浮交通工程技术研究中心,上海201204)摘要机械合金化法是制备镁基储氢合金的较佳工艺。
对近年来机械合金化法制备镁基储氢合金的研究开发,特别是在多元合金化、复合储氢合金等方面的发展进行了系统阐述。
总结认为,机械合金化法可以显著改善镁基储氢合金的动力学性能和电化学性能,提高储氢量。
未来镁基储氢合金应向复合材料、新方法与机械合金化法相结合、材料的计算机设计等方面发展。
关键词镁基储氢合金机械合金化储氢性能复合材料Research Development of Mechanical Alloying Used toSynthesize Mg2based Hydrogen Storage AlloysMA Xingchi1 , YU E Liuzhen2 , HE Guoqiu3 , HE Dahai4 , ZHAN GJ unxi1(1 College of Energy and Environment Engineering , Shanghai University of Elect ric Power , Shanghai 200090 ;2 SAIC Motor Technical Center , Shanghai 201804 ;3 College of Material Science and Engineering ,Tongji University , Shanghai 200092 ;4 National Maglev Transportation Engineering R &D Center , Shanghai 201204)Abstract Mechanical alloying is a better technology used to synthesize Mg2based hydrogen storage alloys. Inthis paper , the research and development progress of Mg2based hydrogen storage alloys prepared by mechanical allo2ying in recent years are reviewed , especially f rom the aspect s of multi2component alloying and composite hydrogenstorage alloys. It is held in the summary that mechanical alloying could obviously improve the kinetics and elect ro2chemist ry properties and increase the hydrogen storage capacity of Mg2based hydrogen storage alloys. Composite ma2terial , new method based on mechanical alloying and computer aided design are the development t rends of Mg2basedhydrogen storage alloys in the future.Key words Mg2based hydrogen storage alloys , mechanical alloying , hydrogen storage properties , compositematerials3 国家“973”重点基础研究发展计划资助项目(2007CB714704) ;国家自然科学基金资助项目(50771073)马行驰:男,1980 年生,博士,讲师,主要从事金属功能材料研究Tel :0212654304102355E2mail :maxingchi1980 @163. com0 前言随着人类社会的进步和发展,传统能源———石油、煤日渐枯竭,并带来严重的环境污染,使人类面临着能源、资源和环境危机的严峻挑战[ 1 ] 。
浅析新能源汽车电池用新型镁基储氢合金的组织与性能论文
浅析新能源汽车电池用新型镁基储氢合金的组织与性能论文新型的清洁能源备受业界关注，其中氢能是人们普遍认为极具应用前景的新型能源之一。
储氢合金是促使氢能大规模应用的有效途径。
在新能源汽车电池中，镁基储氢合金由于轻便、安全性好、储氢容量大和价格相对较低等优点被誉为新一代极具竞争力的储氢合金。
但是，现有的Mg2Ni镁基储氢合金存在电化学循环稳定性不好，限制了镁基储氢合金的商业化进程，迫切需要对现有的镁基储氢合金进行改性。
鉴于此，笔者在Mg2Ni镁基储氢合金中复合添加合金元素V和Co，采用超声振动辅助感应熔炼法制备了Mg1.8V0.2Ni0.95Co0.05新型镁基储氢合金，并进行了显微组织观察、X射线衍射分析、吸放氢性能和电化学稳定性的测试与分析。
1试验材料与方法采用工业级金属原料Mg、V、Ni和Mg-10Co、Mg-5Mn中间合金，在自制的超声振动辅助感应熔炼炉中进行Mg1.8V0.2Ni0.95Co0.05新型镁基储氢合金的制备。
熔炼温度为(705依5)℃、超声振动频率为35Hz。
制备出的合金试样，经DM2300型能量弥散X射线荧光分析仪测试的化学成分(质量分数，%)为院9.047V、49.778Ni、2.614Co、0.187Mn、0.011Fe、余量Mg。
合金中添加Mn主要起到除杂的作用。
采用PG18型金相显微镜和EVO18型扫描电镜进行显微组织观察曰采用D8ADVANCE型X射线衍射仪进行XRD分析曰采用H-Sorb2600型全自动PCT储氢材料测试仪进行吸放氢性能测试，测试温度为室温曰采用CHI660E型电化学工作站进行电化学循环稳定性测试，充电电流为120mAh/g、充电时间3h、放电电流60mAh/g、放电截止电位-0.4V。
2试验结果及讨论2.1XRD分析试验制备的Mg1.8V0.2Ni0.95Co0.05新型镁基储氢合金的XRD 图谱，可看出，该合金由Mg2Ni基体相和少量V3Ni相组成。
2023年镁基储氢材料行业市场发展现状
2023年镁基储氢材料行业市场发展现状目前，镁基储氢材料行业正处于快速发展的阶段。
随着新能源汽车市场的兴起，对高效、可靠、环保能源的需求日益提高，镁基储氢这一具有极高潜力的领域得到了广泛关注。
市场规模：据统计，全球镁基储氢材料的市场规模在2019年达到了12.2亿美元，预计到2025年将达到26.2亿美元，年复合增长率约为11.26%。
而在中国市场，随着政府对新能源汽车的扶持政策逐步加码，镁基储氢材料市场也呈现出快速增长的势头。
据行业分析，中国镁基储氢材料市场规模将在未来数年内实现持续增长。
应用领域：目前，镁基储氢材料已被广泛应用于新能源汽车、移动储能、户用能源储存等领域。
尤其是在新能源汽车领域，镁基储氢材料因其高储氢容量和低成本等优势，逐渐成为主流的储氢材料之一。
在移动储能领域，镁基储氢材料可应用于手机、平板电脑等移动设备的电池中，因其能源密度高、重量轻、安全性好等特点，成为该细分市场的热门选择。
在家庭储能方面，镁基储氢材料被广泛应用于太阳能电池板、风力发电装置等领域，有望在未来逐步替代传统储能材料，成为家庭储能的主流选择。
技术创新：随着科技的进步，镁基储氢材料的研究领域也在不断拓展和深化。
目前，国内外的科研团队已经取得了一系列的突破性进展，在镁基储氢材料的储氢容量、循环寿命、反应速率等方面取得了令人瞩目的成就。
例如，国内某高校的科研团队近年来发布了多篇论文，介绍了一种基于镁铍合金的镁基储氢材料，通过结构调控和掺杂等手段，将其储氢容量提高至了目前同类材料的两倍以上。
这一突破性的研究成果不仅提高了镁基储氢材料的性能，也为未来该领域的产业化奠定了坚实的基础。
未来发展趋势：镁基储氢材料的未来发展可谓前景广阔，有望逐步替代传统的储氢材料，成为新能源汽车等领域的主导材料。
从技术革新的角度来看，未来镁基储氢材料的发展趋势将主要体现在以下几个方面：1. 提高储氢容量：目前镁基储氢材料的储氢容量还有待提高，未来科研力量将主要集中在提高其储氢容量的研究上。
《2024年石墨烯与FeB对Mg2Ni储氢合金的复合改性及其电化学性能研究》范文
《石墨烯与FeB对Mg2Ni储氢合金的复合改性及其电化学性能研究》篇一石墨烯与FeB对Mg_{2}Ni储氢合金的复合改性及其电化学性能研究一、引言随着科技的快速发展和人们对可再生能源需求的不断增长，研究储氢材料和它们在电池中的电化学性能成为了当下的研究热点。
镁基储氢合金由于其在储氢方面的优异性能和相对较低的成本，引起了广泛的关注。
尤其是Mg_{2}Ni储氢合金，其在众多储氢材料中展现出较高的电化学性能潜力。
为了进一步提升其性能，研究者们尝试了多种方法对Mg_{2}Ni储氢合金进行改性，其中，石墨烯和FeB的复合改性成为了一个重要的研究方向。
本文将重点探讨石墨烯与FeB对Mg_{2}Ni储氢合金的复合改性及其对电化学性能的影响。
二、材料与方法1. 材料准备本实验选用的主要材料为Mg_{2}Ni储氢合金、石墨烯和FeB。
这些材料经过精密制备，以确保其纯度和粒度满足实验要求。
2. 复合改性方法首先，将石墨烯与FeB进行预处理，然后与Mg_{2}Ni储氢合金进行复合改性。
通过球磨法将三者混合均匀，形成复合材料。
3. 电化学性能测试使用电化学工作站对复合改性后的材料进行电化学性能测试，包括循环伏安法、充放电循环等，以评估其性能的优劣。
三、实验结果与分析1. 微观结构分析经过复合改性的Mg_{2}Ni储氢合金的微观结构发生了明显的变化。
石墨烯和FeB的加入使得合金的晶粒尺寸更加均匀，结构更加致密。
2. 电化学性能研究（1）循环伏安法测试：经过复合改性的Mg_{2}Ni储氢合金在循环伏安法测试中表现出更高的放电容量和更低的极化现象。
（2）充放电循环测试：经过多次充放电循环后，复合改性的Mg_{2}Ni储氢合金展现出更高的容量保持率和更低的内阻。
（3）容量与循环稳定性：复合改性的材料在多次充放电后仍能保持较高的容量，且没有明显的衰减现象，显示出良好的循环稳定性。
（4）倍率性能：在各种电流密度下，复合改性的材料均能表现出较好的倍率性能，特别是在高电流密度下仍能维持较高的放电容量。
镁基储氢发展现状分析报告
镁基储氢发展现状分析报告引言储氢技术作为一种重要的能源存储方式，在能源转型和氢能产业发展中起着至关重要的作用。
目前，氢能储存技术中的一项重要进展是镁基储氢技术。
镁基储氢技术凭借其高密度储氢、低成本等优势，正在成为储氢领域的研究热点。
本报告将对镁基储氢的发展现状进行分析，并探讨其前景和挑战。
1. 镁基储氢技术的原理和特点镁基储氢技术是以镁作为储氢材料，通过吸氢或释氢反应来实现氢能的储存和释放。
镁与氢的化学反应比较活泼，可以达到较高的储氢容量。
此外，与其他储氢材料相比，镁基储氢技术还具有以下特点：- 高密度储氢能力：镁储氢的重量比可达到7.6%，较其他储氢材料更高；- 低成本：镁作为一种常见的金属材料，价格相对较低；- 可循环利用：经过反应释放的氢气可再次与镁反应形成氢气储存；- 相变储氢：镁基储氢技术可以通过控制储氢反应的温度和压力，实现氢气的吸附/甩出，从而实现相变储氢。
2. 发展现状分析2.1 实验室研究在实验室中，已有许多研究人员和机构致力于镁基储氢技术的研究。
他们通过改变镁材料的结构和制备方法，探索增加镁储氢容量、提高吸放氢速率和增强镁与氢的相互作用等途径。
此外，还有一些研究关注将其他功能材料与镁相结合，以进一步提高储氢性能。
尽管实验室中已取得了一些进展，但镁基储氢技术还面临着许多挑战，如镁与氢的吸放氢动力学问题、储氢材料的稳定性等。
2.2 工业应用目前，镁基储氢技术的工业应用还相对较少。
由于镁的反应活性和储氢容量，实现镁基储氢技术的商业化应用仍面临着一些技术和经济上的限制。
然而，一些公司和研究机构已开始关注镁基储氢技术的潜力，并投入了资源进行研发和试验。
随着技术的不断进步和成本的降低，镁基储氢技术有望在未来几年内实现工业化应用，并为能源转型和氢能产业的发展提供新的解决方案。
3. 前景与挑战镁基储氢技术作为一种新兴的氢能储存技术，具有广阔的发展前景。
首先，镁作为一种丰富的地壳元素，存在大量的资源，可以满足大规模应用的需要。
镁基储氢材料研究领域新进展
镁基储氢材料研究领域新进展
近日，本中心储氢材料课题组在镁基储氢材料研究领域取得新进展，相关研究成果发表于Chemical Communications期刊上，题为”Highly efficient bimetal synergetic catalysis of multi-wall carbon nanotubes supported palladium and nickel on hydrogen storage of magnesium hydride”。
镁基储氢材料作为金属储氢材料是国内外的研究热点，但是存在吸放氢温度较高以及吸放氢动力学性能较差的缺点，而通过在材料中添加催化剂被证明是改善材料储氢性能的有效方法。
该研究通过两步还原法在多壁碳纳米管上分别担载纳米钯和纳米镍，制备出具有协同效应的纳米双金属复合催化剂。
这种催化剂不仅具有优良的结构特征，而且对于采用氢化燃烧合成复合机械球磨工艺制备的镁基储氢材料具有良好的催化效果：在373 K，100 s内吸氢量达到6.44 wt.%；在523 K，1800 s 内放氢量达到6.41 wt%；在573 K，400 s内即达到饱和放氢量6.70 wt%，相关研究结果获得了审稿人的高度肯定，该成果对于镁基储氢材料的研究与开发具有积极的参考意义。
a b
c d
附图：TEM and HRTEM images of the as-prepared catalyst (a, b) and Hydrogen
absorption/desorption curves of the Mg-based hydrogen storage materials (c, d)。
镁基储氢合金的最新研究进展
第16卷 第5期2009年10月 金属功能材料Metallic Functional Materials Vol 116, No 15October , 2009镁基储氢合金的最新研究进展童燕青,欧阳柳章(华南理工大学材料科学与工程学院,广州 510640)摘 要:镁基合金是一类重要的储氢材料。
本文综述了Mg 2Ni 系合金、稀土2镁2镍、镁2稀土等3类含镁储氢合金的最新研究进展,探讨了合金化机理,即合金化元素、原子半径、相结构对含镁基储氢合金性能的影响规律。
关键词:储氢合金;镁基合金;合金化中图分类号:T G 13917 文献标识码:A 文章编号:1005-8192(2009)05-0038-04Latest Progress on H ydrogen Storage AlloysContaining MagnesiumTON G Yan 2qing ,OU YAN G Liu 2zhang(College of Materials Science and Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640,Guangdong ,China )Abstract :Magnesium based alloy is an important type of hydrogen storage materials.This paper reviews the latest progress of the alloys containing magnesium ,such as Mg 2Ni based alloys ,earth 2magnesium 2nickel alloys and mag 2nesium 2rare earth alloys.The alloying mechanism is discussed ,namely the effect of the alloying elements ,the atom 2ic radius and phase structure on the hydrogen storage properties of magnesium based alloys is reviewed.K ey w ords :hydrogen storage alloys ;magnesium 2based alloy ;alloying基金项目:863资助项目(2006AA05Z133)作者简介:童燕青,男,博士研究生。
镁基储氢材料发展进展
Mg基储氢材料的进展一、课题国内外现状氢能作为一种资源丰富，能量高，干净无污染的二次能源已经引起了人们的极大兴趣[1]，随着“氢经济”(以氢为能源而驱动的政治和经济)时代即将来临，氢能成为新世纪的重要二次能源已为科学界所广泛认同。
氢能的发展涉及到很多方面，如氢能技术、工程、生产、运输、储存、经济及利用等，其中储存问题是制约整个氢能系统应用的关键步骤，在已经探明的储存方法中，金属氢化物储氢具有储氢体积密度大、安全性好的优势，比较容易操作，运行成本较低，因此，金属氢化物技术的开发与研究近年来在世界各国掀起极大的热潮。
其中，由于Mg密度小(1.74 g/cm3)、储氢能力高(理论上可达到7.6 wt.％)、价格低、储量丰富而使之成为一种很有前途的储氢合金材料。
在众多储氢合金中，Mg基储氢合金因其储氢量大且资源丰富，价格低廉，成为最具潜力的储氢材料[2]。
然而，镁及其合金作为储氢材料也存在吸放氢速度慢、温度高及反应动力学性能差等缺点，因而严重阻碍了其实用化的进程。
研究表明，将Mg基合金与具有催化活性的添加剂(过渡金属、过渡金属化合物、AB5型储氢合金等)混合球磨制备Mg基合金复合材料是提高Mg基合金吸/放氢性能的有效途径之一。
针对上述Mg基储氢复合材料的研究，科研工作人员围绕以下几个方面展开工作：(1) 镁与单质金属复合在球磨过程中添加其它单质金属元素，特别是过渡金属元素对镁的吸放氢性能有明显的改善作用。
用于镁基材料复合的单质金属元素主要包括Pd、Fe、Ni、V、Ti、Co、Mo等。
Milanese等[3]研究了Al、Cu、Fe、Mn、Mo、Sn、Ti、Zn、Zr对镁吸放氢性能的影响，发现A1、Cu、Zn有助于镁的吸放氢，只有Cu能降低MgH2的稳定性，从而使其放氢温度降至270 ℃。
Kwon等[4]球磨Mgl0%Ni5%Fe5%Ti混合材料，复合后其在300 ℃、1.2 MPa H2条件下吸收氢，吸氢时间分别为5 min和1 h，吸氢量分别为5.31%(质量分数，下同)和5.51%。
2024年镁基储氢材料市场分析现状
2024年镁基储氢材料市场分析现状引言储氢技术是可持续发展能源领域的热门研究方向之一。
镁基储氢材料由于其高储氢容量和良好的再生性能而备受关注。
本文将对镁基储氢材料市场的现状进行分析，并探讨其发展前景。
市场规模目前，镁基储氢材料市场规模较小，但正在快速增长。
根据市场研究公司的数据，2019年全球镁基储氢材料市场规模约为X亿美元，预计到2025年将增长到X亿美元。
这一增长主要受到能源行业对清洁能源技术的需求增加和政府对可持续能源发展的支持影响。
市场驱动因素镁基储氢材料的市场增长主要受以下因素驱动：1.清洁能源需求增加：随着能源行业对清洁能源的需求不断增加，镁基储氢材料作为一种可再生能源储存技术备受关注。
其高储氢容量和短充放电时间使其成为替代传统能源储存技术的有力竞争者。
2.政府政策支持：各国政府纷纷出台政策以促进可持续能源的发展，对镁基储氢材料的研发和应用给予了支持。
政府补贴和税收减免等政策措施将进一步推动镁基储氢材料市场的增长。
3.新能源汽车需求增长：随着对传统燃油汽车的环保要求不断提高，对新能源汽车的需求呈现明显增长趋势。
镁基储氢材料作为电池材料的重要组成部分，其需求与新能源汽车市场的发展密切相关。
市场挑战尽管镁基储氢材料市场前景广阔，但仍面临一些挑战：1.成本高昂：目前镁基储氢材料的生产成本较高，使其在市场上难以竞争传统能源储存技术。
降低生产成本是市场发展的关键。
2.储氢效率与安全性：镁基储氢材料在储氢效率和安全性方面仍需改进。
目前材料的充放电效率较低，且易于氧化。
相关研究需要解决这些问题，以提高材料的性能。
3.技术标准缺乏：镁基储氢材料市场缺乏统一的技术标准，这对于市场规模的扩大和行业的健康发展构成了一定的阻碍。
相关行业协会应推动标准的建立，以促进行业的发展。
市场前景尽管面临一些挑战，镁基储氢材料市场的前景仍然广阔。
随着清洁能源需求的增加和政府政策的支持，市场有望快速增长。
未来几年，预计镁基储氢材料的研发将取得突破性进展，降低生产成本和提高储氢效率。
镁-镍储氢合金材料的研究
镁-镍储氢合金材料的研究前言：Mg-Ni合金是最重要的镁系储氢合金之一，对镁镍合金的研究很能代表镁基合金的发展。
其中镁是吸氢相，镍是吸氢过程中的催化相，Ni的加入不仅大大地改善了纯Mg的吸放氢热力学和动力学性能，同时还保持了其吸放氢容量大的优点。
它这种优越性已经引起世界各国的广泛研究，并取得一定成果。
一、镁基储氢合金储氢的基本原理镁系储氢合金具有储氢量高，低成本，轻质化等优点。
在300～400。
C和较高的氢压下，镁可与氢气直接反应，反应生成MgH2 。
MgH2在287。
C时的分解压为101.3kPa，其理论含氢量（质量分数）可达7.65% ，具有金红石结构，性能比较稳定。
由于纯镁吸氢和放氢速率都很慢，而且放氢温度高，因此人们很少用纯镁来存储氢气，而是通过合金化或制成复合材料的办法来改善镁的充放氢性能。
二、镁镍储氢合金（Mg2Ni）介绍及性能特点镁基储氢合金是最有潜力的金属氢化物储氢材料之一, 近年来已引起世界各国的广泛关注。
过渡金属、稀土金属和碱土金属是3类主要考虑的合金化元素。
过渡金属中，Ni被认为是最好的合金化元素。
因为根据Miedema规则，储氢合金最好由一个强氢化物形成元素和一个弱氢化物形成元素组成。
Ni与氢的结合力较弱，氢化物形成焓低，Mg2Ni吸氢后形成Mg2NiH4，形成焓为-64．5kJ／mol・H2，较MgH2低。
Ni对氢分子具有催化活性，在电化学储氢中，过多的Ni还具有抗阳极氧化的能力。
Mg2Ni氢化后结构发生较大变化，由六方晶胞膨胀并重组为萤石结构的高温相(>250℃)，而低温相由高温相发生轻微的扭曲形成。
一般认为Mg2NiH4是一种配位氢化物，H与低化合价过渡金属Ni组成[NiH4]4-配位体，而电负性较低的Mg原子贡献两个电子以稳定配位体结构。
因此H并不是存在于Mg2NiH4晶格的间隙。
镁镍基储氢材料具有以下几个特点: (1)储氢容量很高, Mg2NiH4 的含氢质量分数w达到3.6%;(2)镁是地壳中含量为第六位的金属元素, 价格低廉, 资源丰富; (3)吸放氢平台好; (4)无污染.近年来，对Mg2Ni型合金的性能研究表明，它的理论放电容量接近1000mAh/g，远高于当前主要商用LaNi5型合金(放电容量仅为370mAh/g)。
2023年镁基储氢材料行业市场前景分析
2023年镁基储氢材料行业市场前景分析
随着新能源汽车市场的逐步升温，储氢材料行业也得到了越来越多的关注。
而在储氢材料行业中，镁基储氢材料具有很高的研究和应用价值。
镁基储氢材料是指以镁为主要成分的储氢材料。
镁基储氢材料具有质量轻、储氢密度高、储氢性能稳定等优点，因此被广泛应用于氢气存储、氢能源转换等领域。
目前，镁基储氢材料的研究已经进入了快速发展期，具有非常广阔的市场前景。
作为一种新型的储氢材料，镁基储氢材料目前主要应用于以下领域：
1、氢燃料电池车
氢燃料电池车是未来汽车的一个重要发展方向，而氢燃料电池车需要储氢材料来存储氢气。
镁基储氢材料具有质量轻、储氢密度高、储氢性能稳定等优点，因此非常适合作为氢燃料电池车的储氢材料。
2、氢气供应站
氢气供应站作为氢燃料电池车的必备设施，需要存储大量的氢气。
而镁基储氢材料可以作为氢气供应站的储氢材料，有利于提高氢气的储存量和储存效率。
3、航空航天领域
随着人类对太空的探索和利用，航空航天领域对于轻质高能量的储氢材料需求也越来越大。
而镁基储氢材料具有质量轻、储氢密度高等优点，因此非常适合用于航空航天领域。
目前，镁基储氢材料在以上领域已经得到了一定的应用。
但是，在当前的市场条件下，镁基储氢材料还存在一些技术难点，如储氢性能不稳定、储氢量有限等，这都限制了其市场的进一步发展。
因此，下一步的研究和开发需要进一步提高镁基储氢材料的储氢性能和稳定性，以及储氢量和储氢速度。
总体来说，镁基储氢材料行业具有非常广阔的市场前景。
随着新能源汽车的发展和氢能源技术的日益成熟，镁基储氢材料相信会在未来的市场中得到更广泛的应用。
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第16卷 第5期2009年10月 金属功能材料Metallic Functional Materials Vol 116, No 15October , 2009镁基储氢合金的最新研究进展童燕青,欧阳柳章(华南理工大学材料科学与工程学院,广州 510640)摘 要:镁基合金是一类重要的储氢材料。
本文综述了Mg 2Ni 系合金、稀土2镁2镍、镁2稀土等3类含镁储氢合金的最新研究进展,探讨了合金化机理,即合金化元素、原子半径、相结构对含镁基储氢合金性能的影响规律。
关键词:储氢合金;镁基合金;合金化中图分类号:T G 13917 文献标识码:A 文章编号:1005-8192(2009)05-0038-04Latest Progress on H ydrogen Storage AlloysContaining MagnesiumTON G Yan 2qing ,OU YAN G Liu 2zhang(College of Materials Science and Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640,Guangdong ,China )Abstract :Magnesium based alloy is an important type of hydrogen storage materials.This paper reviews the latest progress of the alloys containing magnesium ,such as Mg 2Ni based alloys ,earth 2magnesium 2nickel alloys and mag 2nesium 2rare earth alloys.The alloying mechanism is discussed ,namely the effect of the alloying elements ,the atom 2ic radius and phase structure on the hydrogen storage properties of magnesium based alloys is reviewed.K ey w ords :hydrogen storage alloys ;magnesium 2based alloy ;alloying基金项目:863资助项目(2006AA05Z133)作者简介:童燕青,男,博士研究生。
E 2mail :tongyq @1 引 言开发和利用氢能作为二次能源及其相关的能源新技术和新材料已被许多国家列为重点研究内容。
高性能和高容量储氢材料的研发对氢能的大规模应用和“氢经济”的实现具有非常关键的作用[1～3]。
如对于车用储氢系统,国际能源署(IEA )提出的目标是质量储氢密度大于5%、体积储氢密度大于50kg H 2/m 3,并且放氢温度低于423K ,循环寿命超过1000次;而美国能源部(DO E )提出的目标是到2010年不低于615%和62kg H 2/m 3,车用储氢系统的实际储氢能力大于311kg (相当于小汽车行驶500km 所需的燃料)[2]。
与高压压缩、液氢和物理吸附等储氢技术相比,利用储氢材料进行固态储氢具有体积储氢密度高和安全性好的优势,但仍需要进一步提高质量储氢密度和动力学性能。
镁作为一种高容量(716wt %)的储氢材料,兼具储量丰富、低成本和环境友好的特性,因此一直受到研究人员的特别关注。
为了克服其脱氢温度高(>573K )和动力学缓慢的缺点,研究人员采用了纳米化、添加催化剂、制备纳米复合材料、表面改性和合金化等多种手段[4,5],这些方法对改善镁的动力学性能效果显著,但Mg H 2的脱氢温度一直受到高形成焓(-74kJ /mol ・H 2)的限制。
通过调整储氢合金的成分和结构,合金化有可能降低Mg H 2的形成焓和改善其动力学性能。
本文介绍一些镁基储氢合金的最新研究进展,重点在于讨论合金元素、合金相结构对储氢性能的影响规律。
2 Mg2Ni系合金过渡金属、稀土金属和碱土金属是3类主要考虑的合金化元素。
过渡金属中,Ni被认为是最好的合金化元素。
因为根据Miedema规则[6],储氢合金最好由一个强氢化物形成元素和一个弱氢化物形成元素组成。
Ni与氢的结合力较弱,氢化物形成焓低,Mg2Ni吸氢后形成Mg2Ni H4,形成焓为-6415 kJ/mol・H2,较Mg H2低。
Ni对氢分子具有催化活性,在电化学储氢中,过多的Ni还具有抗阳极氧化的能力。
Mg2Ni氢化后结构发生较大变化,由六方晶胞膨胀并重组为萤石结构的高温相(>250℃),而低温相由高温相发生轻微的扭曲形成。
一般认为Mg2Ni H4是一种配位氢化物,H与低化合价过渡金属Ni组成[Ni H4]4-配位体,而电负性较低的Mg 原子贡献两个电子以稳定配位体结构[7]。
因此H 并不是存在于Mg2Ni H4晶格的间隙。
Akiba等[8]发现对于三元Mg119M011(M=B,Al,Si)Ni H4,氢未进入间隙位置。
但是在四元Mg119M011(M=B, Al,Si,Ca)Ni018Cu012H4内发现了晶胞体积与氢平衡压的反比例关系,这表明同时对Mg和Ni进行合金化改变了氢和金属的相互作用。
根据上述规律,同时考虑到Ni对平衡压有显著的影响,因此在选择合金化元素时可以有的放矢,选择那些使氢更容易进入间隙位置的替代元素,从而有可能降低合金的吸放氢温度。
如用Cu(原子半径011157nm)替代Ni(原子半径01162nm),Mg119B011Ni018Cu012在523 K的平衡压为1182bar,高于对应的Mg2Ni合金在相同温度的平衡压。
3 R E2Mg2Ni合金此类三元合金即LaMg2Ni9相最初由Kadir 等[9]通过LaNi5和MgNi2经粉末烧结和直接由原始材料烧结而成,后来Chen等[10]往LaNi3合金中添加适当的合金元素也得到AB2C9结构类型的三元或四元合金,在此基础上,由RE(La,Ce,Nd, Pr,Sm,Gd)2Mg2Ni合金体系又发展出诸多其他储氢合金相(La2MgNi9,La5Mg2Ni23,LaNi4Mg, La3MgNi14)[11～13]。
Kadir等测定了REMg2Ni9的结构,发现Mg占据67%RE的6c Wykoff位置,所有REMg2Ni9合金都具有菱方PuNi3型结构(空间群为R23m),包括CeMg2Ni9,没有得到六方的Ce2 Ni3型结构。
从La2Ni合金体系的角度来看,Dun2lap等[14]的研究表明,LaNi2,LaNi3,La2Ni7和La2 Ni5型合金的晶体结构之间存在着若干共同和相互关联之处,非AB5型的La2Ni系合金的结构均可由AB5(CaCu5型结构)、AB2(Laves相结构,C14,C15或C36)型合金的结构转化出来。
AB3型合金即REMg2Ni9合金结构含有长程堆垛结构特征,沿着c 轴密排方向每个AB3型合金的结构单元可以看作是由一个AB2晶胞上堆叠一个AB5晶胞组合而成,其结构可看成是AB5和AB2结构单元各占1/3和2/3。
LaMg2Ni9相的储氢容量非常低,吸氢量只有0133%(质量),但是可以在室温附近和011～313 M Pa范围吸放氢。
Kadir等[15,16]在后续的工作中用Y、Ca替代稀土元素,或用Ca替代Mg,也都得到PuNi3型结构的AB2C9合金。
La0165Ca1103Mg1132 Ni9合金在283K的吸氢量达到1187%(质量),而且不用活化就可以吸氢,氢化后结构保持不变,对应的氢化物是La0165Ca1103Mg1132Ni9H13,其形成焓为-2412kJ/mol・H2,与AB5型合金的形成焓很接近;而Y015Ca015MgCaNi9合金的最大储氢量为1198 %(质量),但平台较倾斜。
这些都表明合金化极大地改善了LaMg2Ni9合金的储氢性能。
而Chen 等[10]的工作也得到类似的结果,采用Ca替代La 后,合金非常容易活化,且都能在常温下吸氢,La015 Ca115MgNi9的吸氢曲线出现了两个平台,最大吸氢量为118%(质量)。
Chen等还认为在AB3合金中,同样存在晶胞体积与平衡压的负比例关系。
Chen等[17]也研究了LaCaMg(NiM)9(M=Al, Mn)的电化学性能,其最大放电容量为360mAh/ g,但循环稳定性较差。
Peng等[18]在氢气保护下感应熔炼了Ml017Mg013Ni312多相结构储氢合金,合金由(MlMg)Ni2、(MlMg)Ni3和(MlMg)Ni5三相构成,室温时在314MPa下最大的储氢量为117% (质量),合金显示出良好的动力学性能。
多相合金中相组成对合金的储氢量有明显的影响,AB2, A2B7相在储氢量和动力学两方面都对合金有不利影响,合金以AB3与AB5双相结构较好,且AB3相丰度增加,储氢量增加。
AB3结构的储氢合金可逆吸放氢量除因(La, Mg)Ni3相增加影响外,还可能与第二相的催化作用有关。
由于Ni具有较高的催化活性,LaNi5相的Ni含量要高于(La,Mg)Ni3相,所以LaNi5相的催化活性要高于(La,Mg)Ni3相。
合金中LaNi5相除作为吸氢相外,还可以作为催化相,从而提高(La,93第5期 童燕青等:镁基储氢合金的最新研究进展Mg)Ni3相的利用率。
Lat roche等[19]详细地总结了RM3型化合物(R:稀土元素,M:过渡族金属)成分的AB3型储氢合金的结构和热力学性能,认为AB2结构单元MgNi2不能吸氢,影响了AB3合金的吸氢容量,如果采用其他元素如Y、Ca替代Mg,形成YNi2或CaNi2,两者由于都是吸氢相,吸氢摩尔比H/M分别为112和1113,因此有可能可以进一步提高合金的容量。
Denys等[20]则认为Mg作为合金化元素增加了LaNi3的稳定性,即阻止了后者的氢致非晶化(Hydrogen Induced Amorp hization)。
除REMg2Ni9外,Orimo等[21,22]在RE2Mg2Ni 体系中还发现了一种新的储氢合金相Mg YNi4,该相具有C15b(AuBe5)型Laves相结构,在40bar和313K条件下其最大吸氢能力约为1105%(质量) (H/M～016),形成焓约为-3518kJ/mol・H2。
值得关注的是,这是一种基于MgNi2的Laves相结构。
其结构特征介于C36(MgNi2)Laves相和C15 (MgCu2型的YNi2)Laves相结构之间,前者是非氢化物形成相,而后者易于氢化导致非晶化。