基于镍基固溶体催化的氢化镁储氢性能

• 作者: 张健 何柳 姚远 周小杰 蒋礼坤 彭平
• 来源期刊: 中国有色金属学报（英文版）
• 关键词: MgH2 镍基固溶体 催化效果 储氢性能 第一性原理计算
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程|Materials Science and Engineering
• 页码范围: 604-617
• 页数: 14页
• 语种: 英文
• DOI: 10.1016/S1003-6326(22)65819-9

摘要

采用高能球磨制备Ni?25％X(X=Fe,Co,Cu,摩尔分数)固溶体,然后将其掺杂于MgH2体系中.与球磨纯MgH2相比,MgH2/Ni?25％X复合体系初始放氢温度降低近90℃,其中,Ni?25％Co固溶体呈最佳催化效果.球磨MgH2/Ni?25％Co复合体系在300℃、10 min内可释放5.19％(质量分数)氢,而相同条件下,纯MgH2仅释放1.78％(质量分数)氢;更为重要的是,放氢后MgH2/Ni?25％Co复合体系在275℃、3 min内可吸收5.39％(质量分数)氢.MgH2/Ni?25％Co体系优异的吸放氢动力学可归因于其在吸/放氢过程中原位形成Mg2Ni(Co)化合物的催化作用.第一性原理计算表明,掺杂过渡金属原子后,Mg/MgH2体系吸放氢反应能垒显著降低,较好地解释了镍基固溶体催化改善MgH2储氢性能的实验结果.