提高27simn合金管貯氫性能的方法

因?yàn)闅涫墙^對(duì)可再生性電力能源,它能夠避免化石能源所導(dǎo)致的環(huán)境污染和二氧化碳排放等諸多問(wèn)題,故成為一種現(xiàn)階段極具誘惑力的新綠色能源。氫能使用中,氫的存儲(chǔ)運(yùn)輸是關(guān)鍵點(diǎn)之一,而貯氫原材料乃是其基本。

27simn合金鋼管因其單位體積貯氫相對(duì)密度可以達(dá)到7.6 %,單位面積貯氫相對(duì)密度接近是液氫兩倍,故被稱之為很有機(jī)會(huì)的車載式貯氫原材料。但是以MgH2做為貯氫原材料依然存在吸放氫溫度高、動(dòng)力學(xué)模型特性較弱及其非常容易空氣氧化等諸多問(wèn)題。怎樣提高鎂基貯氫原材料的貯氫特性是當(dāng)前的一個(gè)研究重點(diǎn)。

一. 球磨機(jī)

粒子大小及其比表面是決定原材料吸放氫動(dòng)力學(xué)模型特性的關(guān)鍵因素。在使用過(guò)程中,伴隨著反應(yīng)速度的提高,氫化物層的厚度逐步增加,限制了氫向鋁合金顆粒物中心蔓延,從而降低氫化反應(yīng)速度。擴(kuò)大比表面有助于提高鋁合金吸放氫動(dòng)力學(xué)模型特性。根據(jù)機(jī)械設(shè)備細(xì)晶強(qiáng)化可顯著降低鋁合金的粒度分布、增強(qiáng)鋁合金的比表面、提升鋁合金顆粒物內(nèi)部晶體缺陷,產(chǎn)生很多一個(gè)新的表層,進(jìn)而提升鋁合金吸放氫動(dòng)力學(xué)模型特性。實(shí)驗(yàn)證明,MgH2球磨機(jī)后原材料的比表面增強(qiáng)了10倍,放氫動(dòng)力學(xué)模型明顯加快。球磨機(jī)前放氫反應(yīng)的活化能為156kJ/mol,球磨機(jī)后減少到120kJ/mol。有報(bào)導(dǎo),球 磨 使 得MgH2 和 Mg2NiH4 的熱分解溫度各自下降100 ℃和40℃,球磨機(jī)造成顆粒粉化及崎變是氫化物熱分解溫度減少的重要原因。

二.加上金屬催化劑

在27simn合金鋼管管理體系中加入適度的金屬催化劑是增加吸放氫動(dòng)力學(xué)模型特性的有效途徑。這種金屬催化劑主要包含銜接族金屬材料、氫氧化物、鹵化、金屬間化合物及其不同類型的碳。在金屬氧化物中,Nb2O5 被稱之為更為高效率的金屬催化劑。氯化物的加持能夠顯著推動(dòng)吸放氫動(dòng)力學(xué)模型特性。比如,加上ZrF4的金屬氫化物在325℃環(huán)境下,2分鐘之內(nèi)就能夠完全放氫。另?yè)?jù)報(bào)道,在鎂基納米復(fù)合材料中加入金屬間化合物,如 LaNi5,能夠促進(jìn)其吸放氫動(dòng)力學(xué)模型特性,比如,將 Mg與LaNi5根據(jù)球磨機(jī)方式制取出來(lái)的復(fù)合材質(zhì)在245℃及其很快的吸氫速度環(huán)境下依然有著很豐厚的吸氫量,所形成的氫化物甚至可以在 185 ℃ 下遲緩放氫。最近的研究發(fā)現(xiàn),在Mg基貯氫原材料中加入不同類型的碳成效顯著,這是因?yàn)樗麄兙哂休^高的比表面、與眾不同的吸咐性能和強(qiáng)的催化劑的活性,在其中尤以多壁碳納米碳管對(duì)推動(dòng)吸氫動(dòng)力學(xué)模型特性最明顯。

三.快淬

根據(jù)真空泵快淬技術(shù)性制取的27simn合金鋼管薄帶具備非晶和非晶構(gòu)造,有益于氫在鋁合金里的蔓延,推動(dòng)了Mg以及氫化物中間氫原子的互換,能夠明顯改善鎂基貯 氫鋁合金的吸放氫動(dòng)力學(xué)模型特性。快淬所得到的鋁合金薄帶可靠性和勻稱度均優(yōu)于機(jī)械設(shè)備細(xì)晶強(qiáng)化法,且容易大批量生產(chǎn)。