LaNi|Sn|/CNTs-NdNi|Sn|CNTs合金粒子負載納米碳管復合儲氫材料

      采用浸漬-還原法制備了LaNi4.8Sn0.2/CNTs和NdNi4.8Sn0.2/CNTs兩種復合材料,在室溫,1.0MPa氫壓下,分別可獲得2.96%和2.88%(質(zhì)量分數(shù))的儲氫量.在相同條件下,該儲氫值為MNi4.8Sn0.2(M=La,Nd)合金粒子儲氫量的3倍,此結(jié)果可歸因于合金粒子與納米碳管(CNTs)之間的協(xié)同作用.XRD和TEM測試結(jié)果表明,合金粒子粒徑在30nm左右且較均勻地分布在CNTs載體上.儲放氫實驗顯示,兩種復合材料有較好的儲氫穩(wěn)定性,經(jīng)歷100個吸放氫周期后,其儲氫降低率小于6%;同時,材料的晶體結(jié)構沒有發(fā)現(xiàn)的變化.

 室溫儲氫材料取得重大突破

隨著能源結(jié)構從傳統(tǒng)的化石能源到清潔能源的轉(zhuǎn)變，“氫經(jīng)濟”已成為當前炙手可熱的話題。而在整個氫能供應鏈中，如何高密度儲運氫是目前較大的瓶頸和挑戰(zhàn)。是，對于車載應用，儲氫材料應滿下要求：高重量和體積容量，高存儲穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性，動力學，接近環(huán)境的工作條件，高性和。

固態(tài)儲氫材料的挑戰(zhàn)

采用固態(tài)儲氫不可以大幅體積儲氫密度，還儲運氫的性，為解決人們較關心的氫能高密度儲存和應用這兩個問題提供了重要的解決方案。目前，科學家已經(jīng)研究了多種固態(tài)氫存儲材料，主要分為兩大類：

1）高比表面積的多孔材料，可以通過物理吸附捕獲氫分子。其特點是具有較大的儲存容量，出色的動力學性能和循環(huán)性能。但是，由于吸附力弱，因此在的溫度（如-200 ℃）和高壓下才能操作。

2）金屬氫化物，可通過化學鍵捕獲氫分子。傳統(tǒng)的金屬氫化物對氫的化學吸附強度高，且可以在環(huán)境條件下存儲/釋放氫，但卻面臨著存儲容量的問題（小于2 wt％）。雖然近年來基于Mg的輕質(zhì)金屬氫化物表現(xiàn)出較高的儲氫能力高，過強的化學鍵導致釋放氫的困難，通常需要300-400°C的高溫才能克服熱力學的能量障礙，增加了熱管理成本，并使儲氫系統(tǒng)復雜化。

因此，在環(huán)境條件下研究高容量儲氫材料仍然是儲氫領域的目標。

儲氫能力

let's see 影響因素

溫度和壓強

氣體分子在固體材料表面的吸附量與溫度和壓強有關。

物理吸附是放熱的，降低溫度可以物理吸附；另外，增大氣體壓強可以氣體分子與材料表面的接觸幾率和頻率，也有利于物理吸附。而從實用性和性的角度考慮，希望碳質(zhì)材料可以在室溫和適宜壓強的條件下儲備氫氣。研究表明，在室溫條件下，純的碳質(zhì)材料物理吸附氫氣分子的能力不過1%(質(zhì)量分數(shù))。高的儲氫量(如3%～8%(質(zhì)量分數(shù)))只在的溫度(如77K)或高的壓強條件下才能實現(xiàn)。也是說，純的碳質(zhì)材料在溫和的條件下幾乎不具備氫氣儲存的能力。

為了降低氫氣分子在碳質(zhì)材料上物理吸附的條件，研究人員進行了許多其他的嘗試。

二.過渡金屬納米顆粒的催化作用

眾多研究表明，過渡金屬納米顆粒對碳質(zhì)材料儲氫過程有催化作用，其催化原理被認為是一種“溢出機制”。氫氣分子在過渡金屬表面上容易實現(xiàn)化學吸附，溢出機制是化學吸附在過渡金屬表面上的氫氣分子先被解離為氫原子，氫原子從金屬表面“溢出”吸附到碳質(zhì)材料表面。溢出機制又分為基本溢出機制和二次溢出機制。基本溢出是指在吸附材料中直接摻入過渡金屬作催化劑；二次溢出是指采用負載金屬的催化劑，比如鉑/碳(Pt/C)，C為載體，Pt負載其上，然后以整體作為催化劑摻雜到氫吸附材料中。兩種機制的原理圖如圖所示。

事實上，過渡金屬在碳質(zhì)儲氫過程中起兩方面的作用，一是催化作用，使氫氣分子發(fā)生離解變成氫原子，二是氫原子的擴散。在室溫條件下，碳質(zhì)材料對氫氣分子的吸收量是較少的，引入過渡金屬作催化劑可以地碳質(zhì)材料的儲氫能力。

一般而言，不同的催化劑起到的催化也不同。目前文獻中報道的所使用的催化劑主要有鎂(Mg)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銀(Ag)、鋯(Zr)、釕(Ru)、銠(Rh)等。Zacharia 等將鈀(Pd)和釩(V)分別摻入碳納米管中，在室溫、壓力為2 MPa的條件下對其儲氫性能進行了研究。結(jié)果表明，經(jīng)過摻雜后的碳納米管儲氫量均了將近30%，并且經(jīng)金屬摻雜后碳納米管的吸氫速率。另外，為了溢出作用，有學者嘗試了采用合金作催化劑的方法。用鈀/汞(Pd/Hg)劑，制備了一種摻雜碳泡沫材料，測試發(fā)現(xiàn)，在室溫、壓力為2 MPa的條件下，該碳泡沫材料的儲氫量可以5%(質(zhì)量分數(shù))。Brian 等通過實驗證明在活性炭中加入鈀鎘(PdCd)合金比加入純Pd作催化劑能地溢出作用，并且通過鈀鎘(PdCd)和鈀銀(PdAg)做對比，發(fā)現(xiàn)鈀鎘(PdCd)。這是由于加入的種金屬與氫原子有更低的結(jié)合能，且對氫原子的約束作用小，了氫原子解吸附作用，從而更有利于氫原子的溢出。

還有人通過在催化劑和吸附劑之間“搭橋”的方式來增加二者之間的聯(lián)系，進而溢出作用，如下圖所示((a)負載金屬顆粒上H的吸附，(b)低吸附介質(zhì)，(c)H原子溢出到負載，(d)物理搭橋二次溢出，(e)搭橋基本溢出和二次溢出。Lachawiec等采用葡萄糖作為碳橋的前驅(qū)體，分別在催化劑和活性炭以及單壁碳納米管之間進行搭橋，在溫度為298K、壓強為100 kPa的條件下，測得的吸氫量與未搭橋時相比分別了2.9倍和1.6倍。Li等用蔗糖作為碳橋的前驅(qū)體，在鉑/活性炭(Pt/AC)催化劑和金屬有機骨架化合物(MOFs)之間搭橋，同樣了吸氫量。

40Mg60C鎂/碳納米復合儲氫材料

MgNi|Mg(AB)Ni|Mg (AB)Ni(AB=LaNiMn、LaNiCo、 LaNi)納米復合儲氫材料

Mg-C微晶碳-鎂基復合儲氫材料

齊岳定制Mg-C納米晶復合儲氫材料

3NaBH4-ErF3復合儲氫材料

含稀土元素Y的可逆復合儲氫定制材料

復合貯氫造孔劑復合材料

定制真空燒結(jié)多孔復合稀土貯氫材料，碳銨造孔劑-PVDP-貯氫合金制備多孔復合材料

鋁基貯氫材料

定制貯氫材料顆粒/鋁屑(鋁屑+)復合材料

HTQAB-Mg鋯基貯氫材料

鋯基納米復合儲氫材料HTQAB_(2.1)/Mg

納米復合儲氫材料Zr-Ti

球磨復合加高溫燒結(jié)處理及機械復合加高溫燒結(jié)處理制備納米復合儲氫材料Zr0.9Ti0.1

BMS/MMS復合儲氫材料

MgCu2型立方結(jié)構的C15-Laves相AB2和密排六方結(jié)構純Mg合成復合儲氫材料

MgCu2型立方結(jié)構純Mg儲氫材料

C15-Laves相AB2密排六方結(jié)構純Mg儲氫材料

Mg-Cu多相儲氫材料

定制Mg2Cu,MgCu2和Cu三相儲氫材料

Ti-V基固溶體/AB5型鑭鎂基合金復合儲氫材料

Ti0.10Zro.15V0.35Cro.10Nio.30+5wt%Lao.85Mg0.25Ni4.5C0035A10.15復合儲氫合金材料

Ti-V基固溶體/La-Mg基合金復合儲氫材料

Ti0.10Zr0.15V0.35Cr0.10Ni0.30 1% La0.85Mg0.25Ni4.5Co0.35Al0.15復合儲氫合金材料

Ti-V基固溶體合金AB復合貯氫合金

Ti0.Zro.V0.Cro.Nio.Lao.Mg0.Ni4.A1復合儲氫合金材料

釩基固溶體合金-稀土AB復合儲氫材料

定制釩基儲氫合金相比稀土AB(3-5)和AB2型Laves相合金材料

Mg基非晶合金儲氫材料

齊岳定制Mg-La-Mg-Ni基非晶合金-基復合物儲氫電極

MmNi|Co|Al|Mn-CNT儲氫合金-碳納米管復合儲氫材料

定制MmNi<,3.6>Co<,0.7>Al<,0.3>Mn<,0.4>(AB<,5>)儲氫合金與碳納米管(CNT)的復合材料

LaNi-CNTs復合儲氫材料

定制儲氫合金碳納米管機械球磨復合材料

Mg2Ni儲氫合金材料

定制儲氫合金復合材料LaNi-5(La-2Ni-(7)-LaNi-3)

鎂鋁合金復合儲氫材料

鎂鋁合金粉末和氮化硼或活性炭分散劑復合儲氫材料

(MlMg)2(NiCoAl)7復合儲氫材料

釩基/稀土-鎂-鎳系A2B7型合金復合儲氫材料(MlMg)2 (NiCoAl)7

鎂基合金PMMA儲氫材料

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)納米限域的氫化燃燒合成(HCS)鎂基氫化物(MgH2)

碳質(zhì)材料-Li-Mg-B-H體系儲氫材料

定制儲氫合金/碳系儲氫材料，金屬配位氫化物儲氫材料

Mg87-Ni12MoGx金屬復合儲氫材料

定制Mg87-xNi12MoGx(G石墨)系列復合儲氫材料

2Mg-Ni-xMo-wG金屬復合儲氫材料

定制2MgNi-xM(M=C,TiO2;x=10%,15%)復合儲氫材料

La-Mg-Ni-Fe系復合儲氫材料

LaNi-5與Mg-2 FeH_6均勻混合得到復合儲氫材料LaNi-530%-Mg-2FeH-6

MoS2-La-Y-Ni儲氫合金復合電極材料

齊岳定制Mo S_2/La-Y-Ni系納米儲氫合金復合電極材料

鈦基催化劑改性鈉-鎂雙金屬復合儲氫材料

鈣鈦礦型鈉鎂基二元金屬氫化物NaMgH3儲氫材料

BCC結(jié)構鎂鈦基復合儲氫合金

Mg70-xTi12+xNi12Mn6,式中x=8,16,24,32復合儲氫合金

NaAlH4鈦基儲氫材料

NaAlH4鈦基催化劑及復合儲氫體系材料

Li-Na雙堿金屬鋁氫化物復合材料

齊岳定制固態(tài)儲氫材料鈦基過渡金屬催化劑

B2C片低維儲氫材料

齊岳定制Ti-B2C復合低維儲氫材料

多元活性金屬/石墨烯復合儲氫材料

齊岳定制二元/三元/多元活性金屬/石墨烯復合儲氫材料

Al-Cu-Fe納米非晶合金材料

Al80 -xCuxFe2 0 (x =2 0～ 4 0 )三元非晶納米合金粉末

Mg/ZrNiV復合儲氫材料

定制Mg+10%ZrNiV復合儲氫材料

Mg/MmNi5-x(CoAlMn)x納米晶復合儲氫材料

高能球磨法制備Mg/MmNi5-x(CoAlMn)x納米晶復合儲氫材料

MgH2-graphene復合儲氫材料

球磨制備MgH2,MgHz-GMgHz-graphene儲氫材料

Mg-Nb2O5復合儲氫粉體材料

提供Mg-Nb和Mg-Nb2O5復合儲氫材料細粉體材料

Mg87-rNi12MoGr復合儲氫材料

定制Mg-(87-x)Ni-(12)MoGx石墨烯復合儲氫材料

Mg|MWNTs儲氫復合材料

Mg/MWNTs-H2,LiBH4/2LiNH2復合儲氫材料

LiBH-4/2LiNH-2復合儲氫材料

輕金屬硼氫化物/氮氫化物復合儲氫材料

輕金屬硼氫化物/碳負載納米三氧化二釩復合儲氫材料

定制供應輕金屬硼氫化物/碳負載納米三氧化二釩復合儲氫材料

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小編：wyf  04.28