Ni、Ti单独／复合掺杂对MgH2组织结构与解氢性能的影响及机理.pdfVIP

Ni、Ti单独／复合掺杂对MgHz组织结构与解氢性能的影响及机理 ／张 健等 Ni、Ti单独 ／复合掺杂对 MgH2组织结构与解氢性能的影响及机理 张 健 ，孙立芹 ，毛 聪 ，龙春光 ，陈 荐。 (1 长沙理工大学汽车与机械工程学院工程车辆轻量化与可靠性湖南省高校重点实验室，长沙 410114；2 湘潭大学 材料科学与工程学院低维材料及其应用技术教育部重点实验室，湘潭 411105；3 长沙理工大学能源与动力工程学院 能源高效清洁利用湖南省高校重点实验室 ，长沙 410114) 摘要 镁氢化物 (MgH2)解氢温度偏 高是 目前制约其实际应用的主要瓶颈。采用机械球磨方法制备 了 MgH2、MgH2—10 Ni、MgH2—10 Ti、MgH2-15 Ni-5 Ti(质量分数)四种不同储氢体 系，借助 XRD、SEM、DSC等 检测手段表征了不同体系的组织结构与解氢性能，并就Ni、Ti单独与复合掺杂对MgH 解氢性能的影响机理进行了 分析 。结果表明：Ni、Ti单独掺杂时，较纯MgHz球磨体系而言，MgH2颗粒与晶粒尺寸减小且均匀，颗粒团聚现象 缓解，初始解氢温度明显降低，其原因在于少量 Ni、Ti原子固溶于MgH。基体，导致其晶格变形、结构稳定性降低，其 中，Ni的固溶效果尤为明显；而Ni、Ti复合掺杂时，由于球磨过程中NiTi新相的出现，导致MgH 颗粒与晶粒细化 效果较单独掺杂时有所减弱，然而球磨体系的初始解氢温度较单独掺杂时却进一步降低 ，实现 了Ni、Ti两种元素的 协 同固溶 效应 。 关键词 镁氢化物 过渡金属 掺杂 组织结构 解氢性能 中图分类号：TG139．7 文献标识码：A DOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2015．22．021 EffectsandMechanisms0fNiandTiSingle-／Co-dopingonMicrostructures andDehydrogenationPropertiesofM gH2 ZHANG Jian一，SUN Liqin2，MAO Cong，LONGChunguang，CHEN Jian。 KeyLaboratoryofLightweightandReliabilityTechnologyforEngineeringVehicle，EducationDepartmentofHunanProvince， InstituteofAutomobileandM echanicalEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410114； 2 KeyLaboratoryofLow DimensionalMaterialsandApplicationTechnologyofM inistryofEducation，SchoolofMaterials ScienceandEngineering，XiangtanUniversity，Xiangtan411105；3 KeyLaboratoryofEfficientandCleanEnergyUtilization， EducationDepartmentofHunanProvince，SchoolofEnergyandPowerEngineering，ChangshaUniversityof ScienceandTechnology，Changsha410114) Abstract Thehighdehydrogenationtemperaturehinderstheapplicationsofthemagnesium hydride(MgH2)． FourdifferenthydrogenstoragesystemsincludingM gH2，M gH2—10wt Ni，MgH2—10wt TiandMgH2—15wt Ni- 5wt Tiweresynthesizedbymechanicalmillingtechni