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Mg(BH4)2储氢材料及性能研究进展

2021-11-13王玉放庞越鹏郑时有

广州化学 2021年5期
关键词:复合材料

王玉放, 庞越鹏, 郑时有

(上海理工大学 材料科学与工程学院,上海 200093)

随着能源问题的不断升级和石油资源的不断减少,同时人类的发展需要的是对环境没有影响或者影响比较小的能源,各国专家都在迫切的寻找新能源以解决当前危机,因此新型储能技术的发展就显得尤为重要[1]。氢能因温室气体和污染物零排放被认为是最有潜力的能源。而氢的有效储存是氢能应用的关键,氢能的存储也是目前氢能应用的主要瓶颈[2-4]。对于高压气态储氢存在泄露、爆炸等隐患和液化储氢中低温液化过程中的大量损耗,氢与材料间的相互作用形成固溶体、配位氢化物和材料物理吸附的固态储氢技术因储氢容量高且安全性好,被认为是最有发展前景的储存方式。碱金属硼氢化物具有高的质量和体积氢密度而被得到广泛的关注[5]。其中Mg(BH4)2的质量储氢密度为14.8%(wt),体积储氢密度为112 g/L,热解温度低于LiBH4的热解温度而被大量的研究。尽管如此,由于Mg(BH4)2在热分解过程中产生稳定的MgB12H12,使得Mg(BH4)2有高的热力学稳定性和动力学势垒,同时,Mg(BH4)2的可逆性只能在非常苛刻的条件下才能实现(95 MPa,400℃)才能实现,无法满足美国能源部为车载汽车应用设定的目标[6-7]。为了实现储氢性能匹配燃料电池的使用条件,研究改善Mg(BH4)2储氢性能的方法成为了研究的重点。

目前陈等[8]对Mg(BH4)2单体合成、晶体结构的解析进行了重点综述,为合成方法存在的诸多问题提出了指导意见。Zavorotynska等[9]重点介绍了Mg(BH4)2单体的晶型结构与分解途径,Mg(BH4)2单体具有较多的晶体结构和复杂繁多的分解途径,通过对分解途径的综述可以为后续Mg(BH4)2的性能改进提供基础理论支撑。……

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