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镁科研

托木斯克理工大学的科学家找到了一种改善氢化镁储氢特性的方法

发布时间：2024-03-18 作者：综合管理部 浏览量：

原标题：TPU scientists have found a way to improve hydrogen storage characteristics in magnesium hydride


托木斯克理工大学核科学与工程系（Department of Nuclear Science and Engineering of Tomsk Polytechnic University）的科学家们在氢化镁的基础上合成了一种新型复合材料，其性能得到了改善。他们首次在氢化镁中加入了通过导体爆炸法获得的金属铝纳米粉体。这将氢气产生温度降低了近 100℃，使这种方法有望用于新型储氢材料的开发。该研究得到了教育和科学部“2030 优先计划”的支持。
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科学家们的研究成果发表在《材料》（Materials）杂志（Q2；IF：3,4）上。
金属氢化物储氢法被认为是最安全、最有效的方法之一。氢以化学结合的形式储存，当需要从储存装置中提取氢时，加热金属氢化物，氢就会从材料中解吸（释放）出来。
氢化镁是有希望用于金属氢化物储氢系统的材料之一：镁是一种常见的、可获得的、价格低廉的材料，具有很高的储氢能力。同时，氢化镁是一种非常稳定的化合物，其分解发生在相当高的温度下（约 400℃）。这就使氢化镁用于制造满足氢能需求的储存材料变得复杂和受限。
TPU 的研究人员开发出了一种基于氢化镁的新型芯壳结构复合材料，可在较低温度下使用。他们首次使用了通过导体电爆炸法获得的纳米级铝粉作为添加剂。在这种方法中，铝线被放置在一个特殊的装置中，大电流通过铝线。当导线爆炸时，会形成细小的粉末，然后粉末会被氧化，并在其表面形成一层保护性氧化膜。
科学家使用行星式球磨机将得到的纳米粉末与氢化镁混合。结果合成了一种复合材料，这是一种以氢化镁为核心、纳米铝为外壳的特殊结构。
“该技术的独特之处在于它可以改变导体电爆炸的参数，从而改变纳米粉末本身的结构和特性。此外，这种粉末生产技术已被多家企业采用，并已形成工业规模。这将使以氢化镁为基础并添加了金属纳米粉末的存储材料的生产过程能够方便快捷地扩大规模。”TPU 实验物理系副教授 Viktor Kudiyarov 说道。
作为研究的一部分，研究小组研究了复合材料的形态和结构相态，并进行了实验以确定其解吸附特性。实验结果表明，氢气产生温度降至 336℃。科学家们认为，这是由于添加了铝粉，以及降低了氢吸附和解吸过程活化能的催化作用。此外，氢气释放过程开始于约 117℃ 的温度。今后，将根据所取得的结果，扩大利用镁和铝废料生产氢能的可能性。
该项目的研究将继续进行。科学家们计划优化纳米粉末生产和复合材料本身合成的参数，这将进一步降低氢气解吸的温度。研究人员还计划开发基于这种复合材料的实验性氢储存系统。

来源：原文发表于 TPU NEWS OFFICE；


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