新型碳质材料对Li-Mg-B-H体系储氢性能的影响
发布时间：2021-04-02 21:07
与传统的合金储氢材料相比较,金属配位氢化物储氢材料由于其优异的质量储氢密度以及体积储氢密度而备受关注。然而,现阶段大部分的金属配位氢化物因其放氢温度高,放氢动力学差以及可逆吸氢条件苛刻等缺点,成为制约氢能利用实现规模化的主要瓶颈。本文通过碳化可溶性淀粉的方法制备了二维片层结构的碳化淀粉（CS）,同时通过两步碳化法及反相乳液聚合法制备了两种零维碳球材料（HCS/CA）,直接以金属镁粉为原料与制备得到的碳质材料通过氢化燃烧以及球磨的方法,制备了二维的MgH2@CS以及壳核结构的MgH2@HCS/MgH2@CA复合材料,然后通过球磨的方法引入LiBH4,构建了Li–Mg–B–H复合体系。系统研究了镁基复合材料吸放氢热力学和动力学性能,并通过XRD、SEM/EDAX、TEM等分析手段研究碳材料的添加在MgH2合成过程中以及在Li–Mg–B–H复合体系吸放氢过程中的作用机理。研究发现,制备的MgH2@HCS、MgH2@CA复合材料,其初始放氢温...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氢气的清洁和可再生循环示意图
图 1-2 常见储氢材料的重量、体积密度对比图而，单纯的 LiBH4作为储氢材料，在实验的操作过程中存在放氢温度性能差，循环可逆条件苛刻等弊端，这些限制条件在很大程度上阻碍了规模市场化的实际应用[10]。至今，相关的研究人员采用各种研究手段，BH4，以期能够实现在温和的条件下达到理想的放氢速率以及放氢容量，米限域[11–15]、阴/阳离子替代[16–18]、添加催化剂[19,20]以及添加失稳剂[21–22]等研究手段。ohn J. Vajo 等人[23]根据“逆向稳定”的相关法则，首先提出了以 LiBH4为添加不同种类的放氢产物来降低反应的焓变，进而降低放氢反应过程中过进一步添加 MgH2的研究发现，如图 1-3，Li–Mg–B–H 体系的放氢反进行的，第一步主要为 MgH2的分解放氢，第二步是 LiBH4与前期放氢g 进一步反应，改变单纯的 LiBH4的放氢反应路径，生成 LiH 和 MgB2，，反应式如下，其中 MgB2的形成是 LiBH4实现可逆的必要条件，而且
图 1-3 LiBH4、MgH2及 2LiBH4–MgH2焓变示意图–MgH2复合体系储氢材料有着较高的质量储氢密度(11.5 wt%)，泛关注，而且其反应过程中生成的 MgB2是第二步反应中 LiBH4。然而，单纯的 2LiBH4–MgH2体系仍然存在着放氢温度高、放条件苛刻等缺点，严重制约着 2LiBH4–MgH2体系的实际应用。iBH4–MgH2体系储氢材料的储氢性能，相关的研究人员从不同进，例如：添加催化剂[24,25]，其中过渡金属基催化剂由于其优短 LiBH4–MgH2体系第二步反应过程中放氢潜伏期，其动力学26]。研究还发现，通过引入多孔碳材料对于提升 LiBH4–MgH2有很大的积极作用[27]，然而，即使研究人员对 LiBH4–MgH2体高做了多方面的研究，但是距离车载氢能需求的目标还有很大提高 LiBH4–MgH2体系储氢性能，本文首先合成二维片层碳化的碳球材料，均直接以金属镁粉为原料，在温和的条件下制备
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属及化合物添加法对MgH2储氢性能的改进研究[J]. 王艳,李申申,曹中秋. 材料导报. 2014(21)
[2]MgH2粒径对2LiBH4+MgH2体系放氢动力学性能的影响[J]. 寇化秦,桑革,陈立新,肖学章,邓帅帅,黄志勇. 高等学校化学学报. 2013(10)
[3]储氢材料的研究概况与发展方向[J]. 龚金明,刘道平,谢应明. 天然气化工（C1化学与化工）. 2010(05)
[4]高密度储氢材料研究进展[J]. 陶占良,彭博,梁静,程方益,陈军. 中国材料进展. 2009(Z1)
[5]LaNi5储氢过程的热力学分析[J]. 张秀兰,黄整,陈波,麻焕锋,高国强. 物理学报. 2007(07)
[6]无限的氢能——未来的能源[J]. 毛宗强. 自然杂志. 2006(01)
本文编号：3115961
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氢气的清洁和可再生循环示意图
图 1-2 常见储氢材料的重量、体积密度对比图而，单纯的 LiBH4作为储氢材料，在实验的操作过程中存在放氢温度性能差，循环可逆条件苛刻等弊端，这些限制条件在很大程度上阻碍了规模市场化的实际应用[10]。至今，相关的研究人员采用各种研究手段，BH4，以期能够实现在温和的条件下达到理想的放氢速率以及放氢容量，米限域[11–15]、阴/阳离子替代[16–18]、添加催化剂[19,20]以及添加失稳剂[21–22]等研究手段。ohn J. Vajo 等人[23]根据“逆向稳定”的相关法则，首先提出了以 LiBH4为添加不同种类的放氢产物来降低反应的焓变，进而降低放氢反应过程中过进一步添加 MgH2的研究发现，如图 1-3，Li–Mg–B–H 体系的放氢反进行的，第一步主要为 MgH2的分解放氢，第二步是 LiBH4与前期放氢g 进一步反应，改变单纯的 LiBH4的放氢反应路径，生成 LiH 和 MgB2，，反应式如下，其中 MgB2的形成是 LiBH4实现可逆的必要条件，而且
图 1-3 LiBH4、MgH2及 2LiBH4–MgH2焓变示意图–MgH2复合体系储氢材料有着较高的质量储氢密度(11.5 wt%)，泛关注，而且其反应过程中生成的 MgB2是第二步反应中 LiBH4。然而，单纯的 2LiBH4–MgH2体系仍然存在着放氢温度高、放条件苛刻等缺点，严重制约着 2LiBH4–MgH2体系的实际应用。iBH4–MgH2体系储氢材料的储氢性能，相关的研究人员从不同进，例如：添加催化剂[24,25]，其中过渡金属基催化剂由于其优短 LiBH4–MgH2体系第二步反应过程中放氢潜伏期，其动力学26]。研究还发现，通过引入多孔碳材料对于提升 LiBH4–MgH2有很大的积极作用[27]，然而，即使研究人员对 LiBH4–MgH2体高做了多方面的研究，但是距离车载氢能需求的目标还有很大提高 LiBH4–MgH2体系储氢性能，本文首先合成二维片层碳化的碳球材料，均直接以金属镁粉为原料，在温和的条件下制备
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属及化合物添加法对MgH2储氢性能的改进研究[J]. 王艳,李申申,曹中秋. 材料导报. 2014(21)
[2]MgH2粒径对2LiBH4+MgH2体系放氢动力学性能的影响[J]. 寇化秦,桑革,陈立新,肖学章,邓帅帅,黄志勇. 高等学校化学学报. 2013(10)
[3]储氢材料的研究概况与发展方向[J]. 龚金明,刘道平,谢应明. 天然气化工（C1化学与化工）. 2010(05)
[4]高密度储氢材料研究进展[J]. 陶占良,彭博,梁静,程方益,陈军. 中国材料进展. 2009(Z1)
[5]LaNi5储氢过程的热力学分析[J]. 张秀兰,黄整,陈波,麻焕锋,高国强. 物理学报. 2007(07)
[6]无限的氢能——未来的能源[J]. 毛宗强. 自然杂志. 2006(01)
本文编号：3115961
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