對能源使用和環(huán)境保護(hù)的兼顧,引發(fā)了人們對氫能的關(guān)注。氫能是可再生的清潔能源,具有可存儲、可輸運(yùn)、可靈活利用的特點(diǎn)。氫氣的儲存與輸送可以采用氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種方式。但從安全和效益的角度講,由于金屬氫化物有與液體氫相同或更高的儲氫密度,而且安全指標(biāo)好,所以固態(tài)儲氫更為安全可行。尤其是鎂基材料,重量輕、價(jià)格低、原料豐富、儲氫能力強(qiáng),被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的固態(tài)儲氫介質(zhì)。純鎂的理論儲氫量高達(dá)9.1%(mass fraction),實(shí)際為7.6%,但是熱力學(xué)性能穩(wěn)定,動力學(xué)性能較差,要求在高于673K 的條件下才可能放氫。為了使含鎂金屬氫化物可以在低溫(<473K)條件下使用,就需要采用一系列方法改善其吸放氫性能。
下面從氣固反應(yīng)的角度對近幾年國際上新興的技術(shù)和方 法加以綜述。
l 球磨法改性
球磨法可以在不增加成本、儲氫量減少盡可能小的情況下,對材料儲氫動力學(xué)性能進(jìn)行改善。球磨過程中,磨球高速沖擊試樣,使試樣發(fā)生塑性形變、出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷、應(yīng)力增大、樣品體系自由能增加。球磨后,試樣成分均勻、出現(xiàn)非平衡態(tài)的相結(jié)構(gòu)(-MgH2—-MgH2)。由于試樣顆粒尺寸減小, 氫擴(kuò)散所需長度縮短; 比表面積增大,金屬氫化反應(yīng)可成核位置增加,這些都有利于提高鎂基材料的吸放氫性能。