Ni摻雜納米MgH2的儲氫性能研究

Ni摻雜納米MgH2的儲氫性能研究

摘要：本研究通過摻雜鎳（Ni）改進了納米鎂氫化物（MgH2）的儲氫性能。利用溶膠-凝膠法合成了Ni摻雜納米MgH2，并通過X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和比表面積分析儀（BET）對其進行了物相鑒定、形貌表征和比表面積測試。儲氫性能測試表明，Ni摻雜納米MgH2在較低的儲氫溫度下表現(xiàn)出良好的儲氫動力學性能和循環(huán)穩(wěn)定性。

1.引言

氫作為一種清潔能源具有很高的能量密度和無污染排放的特點，被廣泛認為是未來能源的重要替代品。然而，由于氫氣的低密度和高散逸性，氫能的存儲和釋放一直是研究的熱點和難點。氫儲存材料的研究對于實現(xiàn)氫能經(jīng)濟具有重要意義。

2.實驗方法

2.1材料合成

首先通過溶膠-凝膠法合成了Ni摻雜納米MgH2。材料的制備過程如下：在乙醇中將鎂乙酸鹽和硝酸鎳溶解，得到鎂和鎳的溶液。然后將溶液蒸發(fā)至干燥，獲得了鎂和鎳的沉淀。最后，將沉淀在氫氣氛中進行800℃高溫煅燒2小時，生成Ni摻雜的納米MgH2。

2.2材料表征與測試

通過X射線衍射（XRD）對樣品的物相進行了鑒定，掃描電子顯微鏡（SEM）對樣品的形貌進行了表征，比表面積分析儀（BET）對樣品的比表面積進行了測定。儲氫性能的測試主要包括儲氫動力學性能和循環(huán)穩(wěn)定性的評估。

3.結(jié)果與討論

通過XRD可以觀察到Ni摻雜納米MgH2的衍射峰與MgH2衍射峰相同，表明Ni摻雜并未改變MgH2的晶體結(jié)構(gòu)。SEM結(jié)果顯示，Ni摻雜納米MgH2具有較小和均勻的顆粒大小，這有利于增加材料的表面積并提高儲氫性能。BET測試結(jié)果顯示，Ni摻雜納米MgH2的比表面積較純MgH2明顯增加。

儲氫動力學性能測試結(jié)果顯示，Ni摻雜納米MgH2在較低的儲氫溫度下具有較高的儲氫速率和較低的活化能。循環(huán)穩(wěn)定性測試結(jié)果表明，經(jīng)過多次充放氫循環(huán)后，Ni摻雜納米MgH2仍然保持較好的儲氫性能，且不存在嚴重的容量衰減。這表明Ni摻雜納米MgH2具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

4.結(jié)論

本研究通過溶膠-凝膠法制備了Ni摻雜納米MgH2，并對其進行了物相鑒定、形貌表征和比表面積測試。儲氫性能測試顯示，Ni摻雜納米MgH2在較低的儲氫溫度下表現(xiàn)出良好的儲氫動力學性能和循環(huán)穩(wěn)定性。這為進一步開發(fā)高效儲氫材料提供了新思路和實驗依據(jù)。

關(guān)鍵詞：儲氫材料；Ni摻雜納米MgH2；儲氫性能；溶膠-凝膠法；循環(huán)穩(wěn)定本研究通過溶膠-凝膠法成功制備了Ni摻雜納米MgH2，并對其進行了物相鑒定、形貌表征和比表面積測試。結(jié)果顯示，Ni摻雜未改變MgH2的晶體結(jié)構(gòu)，且納米MgH2具有較小和均勻的顆粒大小，有利于提高儲氫性能。儲氫動力學性能測試結(jié)果顯示，Ni摻雜納米MgH2在較低的儲氫溫度下具有較高的儲氫速率和較低的活化能。循環(huán)穩(wěn)定性測試結(jié)果表明，經(jīng)過多次充放氫循環(huán)后，Ni摻雜納米MgH2仍然保持良好的儲氫性