机械化学原位生成Cu对Mg-Al合金储氢性能的催化及其机理开题报告
2020-07-25 22:44:02
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1. 引言
当今社会,能源是人类赖以生存和发展的根本。随着社会经济的发展,全球能源供应日益紧缺,环境污染日益加剧,各种能源正在以越来越快的速度被消耗,面对这种能源的即将枯竭的严重问题。新能源的开发以及利用受到越来越受到各国政府的关注。新能源一方面作为传统能源的补充,另一方面可有效降低环境污染的状况。在新的能源领域中,洁净无污染的氢能利用技术正在以飞快的速度发展,己引起工业界的热切关注[1]。氢能源之所以如此受欢迎,是因为其特点:1)氢的燃烧产物是水,对环境不产生任何污染;2)氢可以通过太阳能、风能等分解水而再生,是可再生能源;3)氢的燃烧值高,每公斤氢燃烧后产生的热量约为汽油的3倍,焦炭的4.5倍;4)资源丰富,可通过水、碳氢化合物等分解生成[2]。但是氢能的开发利用并不是一件容易的事,它目前需要解决2个关键性的问题:氢气的制取和储存。
目前,氢能源的存储只有3种方式:液态、高压气态和固态储氢。液氢储存方式的质量能量密度最大,是一种轻巧紧凑的方式。但氢气液化会存在能量损失大,且存在蒸发损失。而且此方法对储氢罐绝热性能要求较高,无形中增加了储氢的成本。高压气态储氢是通过高压来将氢气以气态形式压缩储存于高压容器中,可在常温下使用,目前压力一般不超过35 mpa进行贮存,但是此种方法储氢的氢的密度较低。固态储氢方式能有效克服气、液两种存储方式的不足,且储氢体积密度大、操作容易,特别适合于对体积要求较严格的场合,如在燃料电池汽车上的使用。固态储氢材料主要有:金属氢化物、多孔吸附材料和配位氢化物等,其中金属氢化物储氢的研究已有30 多年,而其他两种的研究相对较晚一些。多孔吸附材料分为物理吸附和化学吸附两大类,如硫化物纳米管、碳纳米管、活性炭和bn 纳米管等[1]。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
本课题以mg-10 at.% al合金为富mg体系,主要研究源于石墨烯载cuo机械球磨原位生成cu对mg-10 at.% al合金的吸氢性能的影响,并探索机械力原位生成cu在其中所起的催化作用及其机理。
(1) 采取共沉淀法制备的石墨烯载氧化铜(cuo@c)复合型催化剂,结合氢化燃烧合成制备的mg基合金,选取不同球磨工艺对cuo@c和mg基合金进行复合。优化得到最佳球磨工艺后,进一步优化cuo@c用量。
(2) 对已合成cuo@c复合型催化剂进行dsc-tg测试,确定cuo@c复合型催化剂中cuo的含量。对mg基合金与cuo@c复合型催化剂复合产物进行结构表征分析,确定复合产物的物相组成。