机械合金化法制备非晶Nb₆₀TM₄₀-MgH₂（TM=Ni,Fe）复合储氢材料的吸放氢性能

董金剑¹，张秋雨^1,2,3，邹建新^1,2,3，丁文江^1,2,3

1. 上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心2. 上海交通大学材料科学与工程学院3. 上海交通大学氢科学中心

摘 要：采用机械合金化法制备了Nb₆₀TM₄₀及Nb₆₀Fe₄₀非晶合金,再通过球磨法向MgH₂中分别掺杂10%上述非晶,并利用XRD、SEM、P-C-T、DSC等分析测试手段对样品的微观结构及吸放氢性能进行了表征。XRD结果表明,通过机械合金化法得到了Nb-Ni和Nb-Fe非晶。SEM观察显示,掺杂非晶后,MgH₂粉末颗粒得到了细化。P-C-T测试结果表明,非晶Nb₆₀TM₄₀及Nb₆₀Fe₄₀的掺杂未改善MgH₂的吸放氢热力学性能,但非晶Nb₆₀TM₄₀-MgH₂及非晶Nb₆₀Fe₄₀-MgH₂复合粉体的吸氢速率有一定的提升;放氢动力学测试表明,非晶掺杂加快了MgH₂的放氢速率,350℃下10 min即可实现完全放氢。DSC测试结果显示,非晶Nb₆₀TM₄₀-MgH₂体系和非晶Nb₆₀Fe₄₀-MgH₂体系的放氢激活能分别为146.14和145.65kJ/mol,与纯MgH₂相比分别降低了22.68和23.17kJ/mol。

关键词：储氢材料;MgH₂;非晶;机械合金化;