氢能专利库

本发明涉及固态复合储氢材料技术领域，具体公开了一种基于细化球磨高硬度掺杂剂的镁基储氢材料及其制备方法，由高硬度掺杂剂和MgH2复合球磨制得，复合储氢材料的尺寸为1‑5μm，呈小片状分散分布；其中，所述MgH2为基体材料，高硬度掺杂剂的化学式为V80T i8Cr12，简称V‑T i‑Cr合金；V80T i8Cr12相和MgH2相分布均匀；所述V‑T i‑Cr合金的硬度为235‑240HV，必须进行细化球磨；包含MgH2相和V80T i8Cr12相，MgH2相的含量为88‑92％，V80T i8Cr12相的含量为8‑12％。其制备方法包括以下步骤：1，高硬度V‑T i‑Cr合金的熔炼；2，V‑T i‑Cr铸锭的细化球磨；3，镁基储氢材料的制备，本发明克服了同时具有高硬度和高塑性合金的不能破碎问题，实现了高性能储氢材料的制备。

本发明公开了一种适用于固态储氢的Mg‑Ni‑Si系储氢合金，该储氢合金的化学通式为Mg93Ni7‑xSix，其中0.2≤x≤3.1，合金内以初生Mg为主相并存在少量Mg2Ni3Si相，包括Mg加Mg2Ni共晶组织、Mg加Mg11Ni12Si10共晶组织中的一种或几种，未生成初生Mg2Si相。该成分区间的合金具有易活化，高储氢量，快储氢速率，适宜储氢温度，适中吸放氢平台压和低成本等优点，能够应用于氢能产业链中的固态储氢设备。本发明还提供了一种制备该储氢合金的工艺方法，采用中间合金为原料，依次按照配料、熔炼、机械破碎及球磨等步骤完成合金制备。制备方法简单，易于控制合金组织，获到具有良好储氢性能的合金，适于工业化生产。

本发明涉及一种掺杂Fe元素的MgH2固溶体储氢材料及其制备方法，属于储氢材料领域。该储氢材料是由掺杂物纳米Fe粉和MgH2粉末组成，掺杂Fe元素来源于纳米Fe粉，材料中MgH2粉末和纳米Fe粉的原子质量比1:0.15～0.25。制备方法主要是：将MgH2粉末和纳米Fe粉混合均匀后得到混合物，置于球磨罐中，加入不锈钢球作为磨球，在惰性气体气氛下球磨。本发明制得的掺杂Fe元素的MgH2固溶体储氢材料综合利用纳米Fe粉使MgH2造成晶格畸变以及Fe对Mg‑H键的削弱作用，显著改善了材料的释氢性能。采用低能球磨法，成本低，适用于大规模工业化生产，在储能系统以及氢能利用等领域具有广泛的应用前景。

本发明涉及一种镁‑镧储氢合金及其制备方法，属于储氢合金技术领域。该方法包括配料、熔炼、超声、切削加工和球磨。在合金凝固过程中，通过超声处理，利用其空化和声流效应，一方面可显著细化和均匀化合金组织，增加晶界面积和缩短氢原子在晶内扩散距离，使吸氢能力和脱氢速率得以有效改善，从而提高合金的储氢能力，另一方面，通过优化超声频率，利用其声流效应，调控合金中Mg17La2相和Mg3La相的体积比，使合金中尽可能多的形成具有高储氢能力的Mg17La2相，从而提高合金整体的储氢性能。该方法具有操作简单、生产成本低、易于产量化、绿色环保等优点，对镁合金在未来在储氢领域广泛应用具有重大的意义。

本发明涉及一种三元复合储氢材料及其制备方法，属于储氢材料技术领域。以AlH3和硼基配位氢化物作为添加剂，与MgH2进行球磨，制得平均粒径在1μm以下的三元复合储氢材料，通过合理控制MgH2、AlH3和硼基配位氢化物的摩尔用量，能够有效改善三元复合储氢材料的储氢动力学和热力学，且将三元复合储氢材料的平均粒径控制在1μm以下，能够增大反应相之间的接触面积，缩短氢扩散的路径，从而有利于三元复合储氢材料的吸放氢。该方法简单易操作，且原料易得，适合扩大化生产。

本发明涉及一种以外部热区加热的固态镁基储氢系统，属于氢能领域，包括外部加热装置和设置在外部加热装置所形成的热区内的储氢罐，通过热区对储氢罐加热；储氢罐的罐体内部填充有镁基储氢材料，罐体内外均设有用于检测不同位置温度的热敏探头，热敏探头与外部加热装置连接，热敏探头检测的温度显示在加热装置数控屏上，实现实时精准地控制储氢罐内的温度变化情况。采用热区加热，实现罐内均匀加热，简化储氢罐内部结构，增加储氢材料填充量，减轻储氢罐质量，降低运输成本。

本发明涉及一种高热稳定性镁基非晶态微米储氢细丝及其制备方法，属于储氢材料技术领域。本发明高热稳定性镁基非晶态微米储氢细丝：细丝为镁基非晶态合金，由Mg、Ni和稀土元素RE组成，以镁基非晶态合金的原子摩尔量为100％计，镁40～98％、镍1～30％、稀土元素RE 1～30％。本发明采用合金化和快淬方式制备高热稳定性镁基非晶态微米储氢细丝保持非晶态结构直接用于储氢，从而在保持高容量的基础上提高储氢动力学，同时又能提高储氢材料的抗氧化能力和抗晶化能力，材料运输和使用更安全。

本发明涉及一种纳米TiF3和TiO2纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料及其制备方法，属于储氢材料技术领域。本发明的纳米TiF3和TiO2纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料：以镁基非晶态合金为基料，纳米TiF3和TiO2纳米管起协调修饰作用，其中镁基非晶态合金为Mg‑Ni‑稀土(RE)非晶态合金。本发明采用快淬与低能球磨方式制备纳米TiF3和TiO2纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料既可保证非晶态合金的高储氢量，又可促进氢气分子在合金表面高效解离与快速扩散至合金内部，提高吸放氢动力学。