编号：FTJS10130
篇名：多组元化合物掺杂改善MgH2释放氢的催化作用与催化机制研究进展
作者：董小平 张昭卿 杨丽颖 忻胜海 李健
关键词： MgH2氢化物 三元或多元化合物 热力学/动力学 催化机制
机构： 河北大学质量技术监督学院 河北省新能源汽车动力系统轻量化技术创新中心（筹） 保定市新能源车辆动力工程技术研究中心
摘要： 镁氢化物的结构热力学稳定性高、释放氢动力学缓慢等延缓了其实用化进程,研究者通过向其掺杂适量的具有催化效应的合金元素或化合物来改善该问题。MgH2氢化物释放氢难易程度与其反应焓变和活化能有关,其机制主要有:较大颗粒或大块材料中镁形核生长——MgH2基体表面的氢原子扩散模型;微米或纳米级的Mg形核生长——新形成镁外层的氢原子扩散模型。掺杂金属元素(M、RE)或二元氧化物或卤化物的催化作用在于形成的(M或RE)-H削弱了Mg-H键的结合能力,在机械球磨的协助下,二元氧化物或卤化物促进MgH2形成丰富的缺陷并增大其比表面积、诱导Mg表面改性、激发Mg-H解离等。掺杂三元或多元化合物的贡献在于改善复合材料的微观特性、降低释放氢的起始温度和释放氢反应的活化能、提高释放氢速率。掺杂化合物对MgH2的催化机制主要为:调整了MgH2释放氢的反应途径、增加释放氢的反应活性点、在MgH2基体中分布均匀、具有独特的化学活性、与MgH2反应原位形成的产物——金属单质、氧化物或氟化物或合金、氢化物等具有多相协同催化作用。本文归纳了改善MgH2释放氢掺杂的三元或多元化合物的催化作用与机制,提出了改善MgH2释放氢的热力学和动力学的研究措施并展望了其应用前景,以期为研制出使用条件温和、热力学/动力学条件不苛刻的MgH2氢化物提供参考。
