| 镁/单壁纳米碳管复合材料的储氢性能研究 |
| 吴成章
|
| 学位类型 | 博士
|
| 导师 | 成会明
|
| 2006-05-10
|
| 学位授予单位 | 中国科学院金属研究所
|
| 学位授予地点 | 金属研究所
|
| 学位专业 | 材料学
|
| 关键词 | 镁
单壁纳米碳管
球磨
复合材料
储氢容量
吸放氢动力学
|
| 摘要 | 本论文工作主要围绕镁/单壁纳米碳管复合材料的储氢性能开展。首先设计并组建了一套半自动化体积法储氢装置，此装置可自动同步采集温度、压力信号，能满足高精度储氢性能测试的要求。利用此测试平台，系统研究了镁/碳（Mg/Carbon）、镁/单壁纳米碳管（Mg/SWNT）、镁/金属催化剂/单壁纳米碳管（Mg/MC/SWNT）等复合材料体系的储氢性能，并在结合微观结构表征的基础上探讨了体系的吸放氢机制。
相比氮化硼等非炭材料，各种炭材料的加入均可提高镁的吸放氢性能，而在各种炭材料中，单壁纳米碳管的“催化”作用最佳。Mg/SWNT复合材料所具有的高储氢量和优良的活化性能是由于以物理吸附形式存在于碳管中的氢成为向镁中扩散的氢源，碳管的存在为氢的扩散提供了通道并缩短了氢在镁中扩散的距离。
原始单壁纳米碳管比纯化单壁纳米碳管可以更好地改善镁的储放氢性能。通过分别研究原始单壁纳米碳管中碳管和金属催化剂的不同作用，可以发现碳管的加入主要提高了复合材料的总储氢量，而金属催化剂的加入主要改善了复合材料的吸放氢速率。
相对于MgH2-5ps和MgH2-5ap复合材料，三元复合体系MgH2-3ps-2FeCoNi在低温下具有更好的吸氢动力学性能。甚至在室温下，三元复合体系MgH2-3ps-2FeCoNi仍具有较快的吸氢速率，16 h内可以吸氢5.0 wt.%。通过DSC分析可知， MgH2-3ps-2FeCoNi样品的初始放氢温度为493 K，比纯MgH2的放氢温度降低了大约160 K。尽管MgH2-3ps-2FeCoNi样品具有很好的动力学性能，但碳管和金属催化剂的加入并未改变镁吸放氢的热力学性能。 |
| 页数 | 153
|
| 语种 | 中文
|
| 文献类型 | 学位论文
|
| 条目标识符 | http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16897
|
| 专题 | 中国科学院金属研究所
|
推荐引用方式
GB/T 7714 |
吴成章. 镁/单壁纳米碳管复合材料的储氢性能研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所,2006.
|
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论