一种Mg₂Ni型三元Mg‑Ni‑Cu可逆储氢材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种Mg₂Ni型三元Mg‑Ni‑Cu可逆储氢材料及其制备方法，属于储氢技术领域。该储氢材料成分范围为：Mg占合金原子百分比为66.7％，Ni+Cu占合金原子百分比为33.3％，Cu在Ni+Cu中的原子百分比为0～12％，原料的纯度均不低于99.5％。该储氢材料制备的关键在于首先制备高化学稳定性的Ni(Cu)固溶体粉末，然后将固溶体粉末和Mg粉按比例混合烧结得到高纯Mg₂Ni型三元Mg₂₀Ni_10‑xCu_x(0<x≤1.2)可逆储氢合金。本发明涉及的材料具有高的储氢容量(3.5wt％以上)和良好的低温放氢动力学等特性，Cu替代贵金属Ni降低了材料的使用成本。本发明涉及的制备方法具有工艺温和、简单、易控，生产设备投资少，生产过程无污染，易于工业化大规模生产的显著优点。

主权项

一种Mg₂Ni型三元Mg‑Ni‑Cu可逆储氢材料，其特征在于，该材料的成分范围为：Mg占合金原子百分比为66.7％，Ni+Cu占合金原子百分比为33.3％，Cu在Ni+Cu中的原子百分比为0～12％；该材料的制备包括如下步骤：(1)Ni(Cu)固溶体粉末的制备：按Cu在Ni+Cu中的原子百分比为0～12％称取一定量的Ni和Cu粉原料，原料的粒度不低于200目、纯度均不低于99.5％，然后将它们置于不锈钢球磨罐中湿法球磨30～50h；其中球料比为20:1，加入工业酒精淹没球和料，球磨机转速为150～300rpm；球磨结束后，将球磨物料置于烘箱中烘干除去工业酒精，得到高化学稳定性的Ni(Cu)固溶体粉末；(2)Mg‑Ni‑Cu可逆储氢材料的制备：称取步骤(1)制备的原子百分比为33.3％的Ni(Cu)固溶体粉末和原子百分比为66.7％的Mg粉进行球磨混合；其中Mg粉的粒度不低于200目、纯度不低于99.5％；球磨混合时球料比为20:1，球磨机转速为100～300rpm，球磨时间为0.5～1.0h；混合的合金粉放在不锈钢烧舟中，于真空烧结炉中500℃真空烧结15～25h得到所需目标储氢材料。