面向氫能領(lǐng)域中高密度安全儲(chǔ)氫的重大需求,研發(fā)高容量?jī)?chǔ)氫材料是當(dāng)前儲(chǔ)氫技術(shù)的重要核心內(nèi)容,受到世界各國(guó)研究人員的廣泛關(guān)注。在眾多的儲(chǔ)氫材料體系中,MgH2因其具有高儲(chǔ)氫容量、低廉的價(jià)格、豐富的資源貯存和環(huán)境兼容性,被認(rèn)為是最具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)氫材料之一。但是,該體系儲(chǔ)氫材料存在吸放氫溫度高、動(dòng)力學(xué)性能差和熱力學(xué)穩(wěn)定性高等問題,限制了其在氫能領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)上述問題,本論文以輕金屬鎂基儲(chǔ)氫材料為研究對(duì)象,對(duì)MgH2的可逆儲(chǔ)氫性能采用了基于碳納米管的催化摻雜和納米限域改性,從而實(shí)現(xiàn)了Mg基納米復(fù)合體系吸放氫熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)、循環(huán)穩(wěn)定性能的顯著提升,并結(jié)合先進(jìn)的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)闡明了基于碳納米管改性MgH2吸放氫性能的作用機(jī)理。首先,本文利用碳化前驅(qū)體ZIF-67的方法合成了碳納米管原位負(fù)載Co納米顆粒（Co@CNTs）催化劑,并通過球磨引入MgH2中。結(jié)果表明,Co@CNTs催化改性MgH2體系的吸放氫動(dòng)力學(xué)得到顯著改善,其在300℃下20 min內(nèi)即可釋放出6.48 wt.%的氫氣,放氫活化能降至130.36 kJ/mol。在球磨過程中,碳納米管被機(jī)械力撕裂為薄的碳絮并均勻包裹于MgH2的顆粒... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：186 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

氛能系統(tǒng)t}o}Figurel.lSchematicdiagramofthehydmg}energysystem}o}.

?Ｈ２?（ｌｉｑｕｉｄ）?Ｈ２?（２００?ｂａｒ）??圖１．３不同儲(chǔ)氫方式體積的比較??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｖｏｌｕｍｅｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｍｅｔｈｏｄｓ．??４??

．．?＾ｗ＾ｉ；??圖１．２幾種典型車載儲(chǔ)氫材料的性能［５４］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?ｏｆ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｆｏｒ?ｏｎ－ｂｏａｒｄ?ｓｔｏｒａｇｅ１＾５４１．??化學(xué)儲(chǔ)氫是目前儲(chǔ)氫領(lǐng)域中最受關(guān)注、最多研究的一種儲(chǔ)氫方法，其儲(chǔ)氫的??原理是氫氣分子參與化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵或配位絡(luò)合，以氫化物的形式來實(shí)現(xiàn)??儲(chǔ)氫［％５８］。在吸氫過程中，氫分子先被吸附于儲(chǔ)氫材料表面，并解離為氫原子，??再與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氫化物；在放氫過程中，氫化物斷鍵釋放氫原子，氫??原子再結(jié)合形成氫分子并釋放氫氣。與其他幾種儲(chǔ)氫技術(shù)相比，化學(xué)儲(chǔ)氫方法相??對(duì)安全、質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度高且適用于可移動(dòng)式供能，但因需克服吸放氧化學(xué)反應(yīng)中??的能量勢(shì)壘，一般需要比較高的操作溫度。另外，該儲(chǔ)氫方法還需解決吸放氫動(dòng)??力學(xué)和熱力學(xué)以及循環(huán)穩(wěn)定性能等一系列問題。??ＭｇｊＮｉＨ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高壓復(fù)合儲(chǔ)氫罐用儲(chǔ)氫材料的研究進(jìn)展[J]. 周超,王輝,歐陽柳章,朱敏.  材料導(dǎo)報(bào). 2019(01)
[2]車載儲(chǔ)氫技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 張志蕓,張國(guó)強(qiáng),劉艷秋,康啟平.  油氣儲(chǔ)運(yùn). 2018(11)
[3]氫氣儲(chǔ)存方法及發(fā)展[J]. 王學(xué)磊,馬國(guó)民.  科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(20)
[4]Hydrogen storage properties of MgH2 co-catalyzed by LaH3 and NbH[J]. Jian-zheng Song,Zi-yang Zhao,Xin Zhao,Rui-dong Fu,Shu-min Han.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2017(10)
[5]Direct synthesis and dehydrogenation properties of NaAlH4 catalyzed with ball-milled Ti–B[J]. Li Li,Zi-Chao Zhang,Yi-Jing Wang,Li-Fang Jiao,Hua-Tang Yuan.  Rare Metals. 2017(06)
[6]綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)述[J]. 余曉丹,徐憲東,陳碩翼,吳建中,賈宏杰.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(01)
[7]能源互聯(lián)網(wǎng):驅(qū)動(dòng)力、評(píng)述與展望[J]. 孫宏斌,郭慶來,潘昭光,王劍輝.  電網(wǎng)技術(shù). 2015(11)
[8]CVD Method for Carbon Nanotubes Preparation Based on Orthogonal Experiment Using C3H6[J]. 蘇勛文,JIANG Fang.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2015(05)
[9]能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 田世明,欒文鵬,張東霞,梁才浩,孫耀杰.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(14)
[10]高壓儲(chǔ)氣瓶在煤化工企業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)用[J]. 胡筱瑗,張?jiān)獦s,林萍,馬鴻敬.  煤氣與熱力. 2015(04)



本文編號(hào)：3419757