LaNi|Sn|/CNTs-NdNi|Sn|CNTs合金粒子負(fù)載納米碳管復(fù)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(fù)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?jǐn)?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(fù)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(gòu)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(gòu)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(dāng)前炙手可熱的話題。而在整個氫能供應(yīng)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(yīng)用，儲氫材料應(yīng)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(xué)，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(guān)心的氫能高密度儲存和應(yīng)用這兩個問題提供了重要的解決方案。目前，科學(xué)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(xué)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(xué)鍵捕獲氫分子。傳統(tǒng)的金屬氫化物對氫的化學(xué)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(xué)鍵導(dǎo)致釋放氫的困難，通常需要300-400°C的高溫才能克服熱力學(xué)的能量障礙，增加了熱管理成本，并使儲氫系統(tǒng)復(fù)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(lǐng)域的目標(biāo)。

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(guān)。

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?jǐn)?shù))。高的儲氫量(如3%～8%(質(zhì)量分?jǐn)?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(rèn)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(xué)吸附，溢出機制是化學(xué)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?；疽绯鍪侵冈谖讲牧现兄苯訐饺脒^渡金屬作催化劑；二次溢出是指采用負(fù)載金屬的催化劑，比如鉑/碳(Pt/C)，C為載體，Pt負(fù)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(xué)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?jǐn)?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(fù)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(fù)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(fù)合儲氫材料

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

Mg-C微晶碳-鎂基復(fù)合儲氫材料

齊岳定制Mg-C納米晶復(fù)合儲氫材料

3NaBH4-ErF3復(fù)合儲氫材料

含稀土元素Y的可逆復(fù)合儲氫定制材料

復(fù)合貯氫造孔劑復(fù)合材料

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

鋁基貯氫材料

定制貯氫材料顆粒/鋁屑(鋁屑+)復(fù)合材料

HTQAB-Mg鋯基貯氫材料

鋯基納米復(fù)合儲氫材料HTQAB_(2.1)/Mg

納米復(fù)合儲氫材料Zr-Ti

球磨復(fù)合加高溫?zé)Y(jié)處理及機械復(fù)合加高溫?zé)Y(jié)處理制備納米復(fù)合儲氫材料Zr0.9Ti0.1

BMS/MMS復(fù)合儲氫材料

MgCu2型立方結(jié)構(gòu)的C15-Laves相AB2和密排六方結(jié)構(gòu)純Mg合成復(fù)合儲氫材料

MgCu2型立方結(jié)構(gòu)純Mg儲氫材料

C15-Laves相AB2密排六方結(jié)構(gòu)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(fù)合儲氫材料

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

Ti-V基固溶體/La-Mg基合金復(fù)合儲氫材料

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

Ti-V基固溶體合金AB復(fù)合貯氫合金

Ti0.Zro.V0.Cro.Nio.Lao.Mg0.Ni4.A1復(fù)合儲氫合金材料

釩基固溶體合金-稀土AB復(fù)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(fù)合物儲氫電極

MmNi|Co|Al|Mn-CNT儲氫合金-碳納米管復(fù)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(fù)合材料

LaNi-CNTs復(fù)合儲氫材料

定制儲氫合金碳納米管機械球磨復(fù)合材料

Mg2Ni儲氫合金材料

定制儲氫合金復(fù)合材料LaNi-5(La-2Ni-(7)-LaNi-3)

鎂鋁合金復(fù)合儲氫材料

鎂鋁合金粉末和氮化硼或活性炭分散劑復(fù)合儲氫材料

(MlMg)2(NiCoAl)7復(fù)合儲氫材料

釩基/稀土-鎂-鎳系A2B7型合金復(fù)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(fù)合儲氫材料

定制Mg87-xNi12MoGx(G石墨)系列復(fù)合儲氫材料

2Mg-Ni-xMo-wG金屬復(fù)合儲氫材料

定制2MgNi-xM(M=C,TiO2;x=10%,15%)復(fù)合儲氫材料

La-Mg-Ni-Fe系復(fù)合儲氫材料

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

MoS2-La-Y-Ni儲氫合金復(fù)合電極材料

齊岳定制Mo S_2/La-Y-Ni系納米儲氫合金復(fù)合電極材料

鈦基催化劑改性鈉-鎂雙金屬復(fù)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(gòu)鎂鈦基復(fù)合儲氫合金

Mg70-xTi12+xNi12Mn6,式中x=8,16,24,32復(fù)合儲氫合金

NaAlH4鈦基儲氫材料

NaAlH4鈦基催化劑及復(fù)合儲氫體系材料

Li-Na雙堿金屬鋁氫化物復(fù)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(fù)合低維儲氫材料

多元活性金屬/石墨烯復(fù)合儲氫材料

齊岳定制二元/三元/多元活性金屬/石墨烯復(fù)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(fù)合儲氫材料

定制Mg+10%ZrNiV復(fù)合儲氫材料

Mg/MmNi5-x(CoAlMn)x納米晶復(fù)合儲氫材料

高能球磨法制備Mg/MmNi5-x(CoAlMn)x納米晶復(fù)合儲氫材料

MgH2-graphene復(fù)合儲氫材料

球磨制備MgH2,MgHz-GMgHz-graphene儲氫材料

Mg-Nb2O5復(fù)合儲氫粉體材料

提供Mg-Nb和Mg-Nb2O5復(fù)合儲氫材料細(xì)粉體材料

Mg87-rNi12MoGr復(fù)合儲氫材料

定制Mg-(87-x)Ni-(12)MoGx石墨烯復(fù)合儲氫材料

Mg|MWNTs儲氫復(fù)合材料

Mg/MWNTs-H2,LiBH4/2LiNH2復(fù)合儲氫材料

LiBH-4/2LiNH-2復(fù)合儲氫材料

輕金屬硼氫化物/氮氫化物復(fù)合儲氫材料

輕金屬硼氫化物/碳負(fù)載納米三氧化二釩復(fù)合儲氫材料

定制供應(yīng)輕金屬硼氫化物/碳負(fù)載納米三氧化二釩復(fù)合儲氫材料

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小編：wyf  04.28