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高能纳米储氢镁基复合材料

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-05-16 11:51:48

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:内蒙古自治区包头市| 王永斌 | 2023-10-13 09:32:13

归纳了该类储氢材料的制备方法,重点阐述和总结了其吸放氢热力学动力学性能、微观结构、物相变化,并对该领域的研究成果和方向进行了总结和展望,指出调控核壳结构镁基材料的纳米尺寸添加高效纳米催化剂及发挥综合协同作用优化合成工艺条件降低制造成本是镁基储氢材料领域未来重要的研究趋势和研究方向之一。

•已掌握了先进的氢化镁批量制备技术,满足安全可靠、产量高、 纯度好、能耗低等生产要求,达到年产6吨氢化镁的水平,氢 化镁的纯度达到95%以上。

含微量稀土元素的具有特殊核壳结构的微纳米镁基储氢材料,具有优良的吸放氢性能,抗氧化性好等优点。

在未来可以得到更为广泛的应用。如利用太阳能、风能等可再生能源产生的电力电解水可以获得绿色环保的氢气,并将氢气储存在固体镁基储氢罐中。核壳纳米结构镁基材料可以在相对较低的温度下吸收和释放氢气,从而显着降低储氢过程中的能耗。该存储系统通过热解或水解产生氢气,可为燃料电池提供氢源,用于发电、小型便携式应急电源、工业用途等。核壳纳米结构镁基材料在壳结构的保护下具有优异的可逆性,未来可应用于大型储运氢系统。

上海交通大学材料科学与工程学院自1997年由材料科学系和材料工程系合并而成,所属的金属热处理专业在1952年就已设立。学院拥有一级学科“材料科学与工程”,是国内首批国家重点一级学科,并在国内首批设立硕士点、博士点和博士后流动站。2017年被列为教育部双一流重点建设学科。2021年QS材料学科排名升至第20位,连续十多年入围ESI 1‰学科。

材料学院师资力量雄厚,教职工总数保持370人规模,师资及研究队伍中85%以上具有海外学历或进修经历,正高级教师约占师资及研究队伍总数的三分之一,院士、讲席教授、特聘教授占正高教师的比例近三分之一。有中国工程院院士3人,还有国家杰出青年基金获得者6名、长江特聘学者6名、四青人才36人等一批在国内外学术舞台崭露头角的中青年学术人才。

镁基储氢材料由于其储氢密度高、循环性能好以及地球上镁的丰度高等优势受到广泛关注。将氢的释放温度降低到与燃料电池堆废热(~60-150 oC)相容的范围可能是目前镁基储氢材料研究最重要的目标之一。但目前仍无法用简单有效的方式同时控制动力学、热力学和循环性能。许多实验和理论研究表明了构建核壳纳米结构可以有效提升镁基储氢材料的综合储氢性能。寻找最佳工艺参数和技术路线来合成具有更小尺寸和更强催化能力的壳层结构,提高核壳纳米结构镁基材料的储氢性能,同时平衡效益和成本,对于满足工业应用的要求尤为重要。此外,未来需要探索针对不同结构储氢材料的新设计原理,例如原子水平上对Mg/MgH2晶格的精确催化控制、采用材料基因组工程技术设计材料成分等。

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