一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料的制作方法

本发明涉及储氢复合材料领域，具体为一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料。

背景技术：

1、随着地球暖化，气候变化日益剧烈，人类生存环境污染越趋严重，碳中和、碳达峰的日程趋近，绿色能源显得非常重要，氢能是人类未来的理想能源，其最大的优点是资源丰富、燃烧后的产物是水，无环境污染的问题，并且氢气还具有较高的热值。燃烧氢气可产生125mj/kg左右的热量，是汽油完全燃烧所产生热量的3倍。但是，液氢的体积能量密度却只有8mj/l，是汽油的四分之一。在常温常压下，氢气的体积能量密度极低，因此，氢的储存技术成为氢能开发与利用的难题和关键技术。

2、构成氢能体系的主要技术环节包括氢的生产、储存、运输和使用等，其中氢气的储存方式有物理存储和化学存储之分。

3、氢气物理存储则体现为高压气态氢存储、低温液态氢存储和常温固态氢存储。其中高压气态氢存储、低温液态氢存储的储氢成本与运输成本高、设备系统投资高、占地面积大、储运安全风险高。

4、固态氢储存是利用金属复合材料做存储载体，使氢由气态变成固态，这是一种具有很高比容积的氢储存方法，在二次能源领域内具有不可替代的作用，用本项目储氢材料储存的固态氢，结构紧凑、安全可靠，爆炸危险低，且可提纯高纯度氢。

5、目前镁mg资源丰富是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，镁蕴藏量在宇宙中含量第八，在地壳中含量丰度2％，价格低廉，因此，被认为是最佳的氢气储存载体材料。但是，传统镁mg储氢为镁的化学储氢(而非物理储氢)，其有着很明显的缺点，就是mgh2分离温度高、分离吸热量大，其吸、放氢温度高，动力学差、极易氧化或氮化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料，按质量分数计，包括以下组分：纳米碳球2％-8％、纳米m金属5％-10％、其余为纳米镁；其中，纳米m金属可选为纳米al、ni、fe、ti、v、mn、zn、zr金属。

3、优选的，所述纳米碳球的颗粒直径在100nm-120nm范围内。

4、优选的，所述纳米m金属的颗粒直径在5nm-20nm范围内。

5、优选的，所述纳米镁的颗粒直径在5nm-20nm范围内。

6、优选的，所述纳米m金属和纳米镁通过颗粒沉积法负载于纳米碳球表面。

7、优选的，所述颗粒沉积法的具体步骤如下：

8、1、将m金属和金属镁制成纳米级粒子，并按比例混合；

9、2、将纳米m金属和纳米镁通过颗粒沉积法嵌入纳米碳球内，并保证纳米m金属和纳米镁与纳米碳球充分接触，从而使纳米m金属和纳米镁沉积在纳米碳球的表面，形成微米或毫米团簇；

10、3、将微米或毫米团簇进行干燥处理；

11、4、使干燥处理完毕后的团簇在惰性气氛中进行高温热处理，高温热处理的温度为550℃-700℃，从而使团簇结构更加稳定。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将碳镁基金属复合材料纳米化，并通过化学沉积的方法在纳米碳球(pcns)表面沉积纳米镁或纳米催化金属，从而改善镁系储氢材料的动力学性能。

技术特征：

1.一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料，其特征在于，按质量分数计，包括以下组分：纳米碳球2％-8％、纳米m金属5％-10％、其余为纳米镁；其中，纳米m金属可选为纳米al、ni、fe、ti、v、mn、zn、zr金属。

2.根据权利要求1所述的一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料，其特征在于：所述纳米碳球的颗粒直径在100nm-120nm范围内。

3.根据权利要求1所述的一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料，其特征在于：所述纳米m金属的颗粒直径在5nm-20nm范围内。

4.根据权利要求1所述的一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料，其特征在于：所述纳米镁的颗粒直径在5nm-20nm范围内。

5.根据权利要求1所述的一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料，其特征在于：所述纳米m金属和纳米镁通过颗粒沉积法负载于纳米碳球表面。

6.根据权利要求5所述的一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料，其特征在于：所述颗粒沉积法的具体步骤如下：

技术总结本发明属于储氢复合材料领域，具体公开了一种可逆固态储氢纳米碳镁基金属复合材料，按质量分数计，包括以下组分：纳米碳球2％‑8％、纳米M金属5％‑10％、其余为纳米镁；其中，纳米M金属可选为纳米Al、Ni、Fe、Ti、V、Mn、Zn、Zr金属；本发明将碳镁基金属复合材料纳米化，并通过颗粒沉积的方法在纳米碳球(PCNS)表面沉积纳米镁或纳米催化金属，从而改善镁系储氢材料的动力学性能。技术研发人员：赖清荣,钟明钢,曾维萍,钟媛受保护的技术使用者：上海铼恩氢能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11