催化剂掺杂对MgH2储氢性能的改进研究

• 作者: 石伟和 贾陈忠 陆必旺 马志鸿
• 来源期刊: 稀有金属
• 学科: 工学
• 关键词: 固态储氢 机械球磨 摧化掺杂 MgH2 储氢性能
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 综合评述|Reviews
• 页码范围: 87-95
• 页数: 9页
• 分类号: TG139.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY20100027

摘要

催化剂掺杂被认为是一种非常有效改善MgH2储氢性能的途径.研究结果表明,过渡金属对氢原子具有很强的亲和力,在氢分子的解离或者氢原子的重组过程中,过渡金属的d电子和氢原子/氢分子轨道上的电子发生转移填充,由此产生的相互作用力促进氢分子的解离和氢原子的重组;掺杂过渡金属氧化物同样可以有效地催化MgH2的吸放氢反应,而且在研磨过程中还可以作为润滑剂和分散剂,防止MgH2颗粒的团聚,细化MgH2颗粒尺寸,加速MgH2的氢解吸动力学,催化MgH2的吸放氢反应;过渡金属卤化物在吸放氢过程与MgH2反应生成的过渡金属氢化物能够促进氢分子的解离和氢原子的扩散、在氢化过程中促进形核、减小吸放氢反应的活化能;金属硫化物或金属氢化物与MgH2在球磨过程中的反应产物具有较高的催化活性,能在一定程度上解决脱氢/氢化动力学缓慢的问题,并且MgS能够提供丰富的成核活性位点.碳基材料的添加,能促进Mg/MgH2相形核,细化颗粒尺寸,改善氢吸咐动力学,然而效果弱于金属基催化剂.但掺杂金属基和碳基复合催化剂,MgH2能同时获得掺杂金属基和碳基催化剂的效果,即脱氢温度和脱氢活化能显著降低,又表现出优异的循环稳定性.