專利名稱：氫化鎂系儲(chǔ)氫材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能用于可逆地儲(chǔ)存氫的材料。更具體來說，本發(fā)明涉及一種用于 儲(chǔ)存氫的氫化鎂系壓縮復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在許多工業(yè)領(lǐng)域中都要使用到氫，尤其是作為燃料(例如在熱機(jī)或燃料電池領(lǐng) 域)，或作為試劑(如用于加氫反應(yīng))而使用。在這一框架內(nèi)，考慮到氣態(tài)氫氣的體積及其 爆炸性，希望能將氫氣以較小體積的形式儲(chǔ)存在安全的容器中。一種可行的方法是將氫氣以金屬氫化物的形式進(jìn)行儲(chǔ)存。該情況中，使需要儲(chǔ)存 的氫氣與金屬或金屬合金在這樣的壓力和溫度條件下進(jìn)行接觸能使晶格中的原子形式的 氫發(fā)生結(jié)合(吸附反應(yīng)或填充反應(yīng)(charge reaction)).為了回收由此而儲(chǔ)存的氫，采 用了有利于逆反應(yīng)(脫附反應(yīng)或釋放反應(yīng))進(jìn)行的較低的壓力和/或較高的溫度的條件。 可以測定“可逆儲(chǔ)存能力”，并以相應(yīng)于該儲(chǔ)存材料被填充后可以釋放出氫氣的最大量的 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)方式進(jìn)行表達(dá)。更多關(guān)于以氫化物形式進(jìn)行的氫的儲(chǔ)存，可以參考“Hydrogen inlntermetallic Compounds I and II (金屬間化合物 I 和 II 中的氫)，，，L. Schlapbach, Springer Verlag(1998)。氫化鎂是特別有利的氫化物選擇。它的儲(chǔ)存氫能力高(7. 6質(zhì)量％ )，且具有可與 液氫相匹敵的體積密度。除此以外，氫化鎂物產(chǎn)豐富、價(jià)格低廉而且還是完全可循環(huán)使用 的。而且鎂比傳統(tǒng)的三元?dú)浠?如LaNi5)或拉夫斯相(Laves phase)具有更高的穩(wěn)定 性，后者在氫氣下進(jìn)行回收的過程中會(huì)逐漸發(fā)生分解從而降低儲(chǔ)存能力。A. Rodriguez Sanchez (Int. J. Hydrogen Energy 28，(2003，515))對(duì)在金屬氫化 物床中(鎳氫化物L(fēng)aNi5Hx和鈦鐵礦氫化物)將膨脹石墨作為熱傳遞基質(zhì)的用途，特別是氫 氣儲(chǔ)存方面進(jìn)行了報(bào)導(dǎo)。然而，A. Rodriguez Sanchez所描述的金屬氫化物與氫化鎂之間存在很大的區(qū)別， 氫化鎂是具有離子價(jià)態(tài)(ionovalent)半導(dǎo)體性能的化學(xué)氫化物。金屬氫化物基本上是嵌 入式氫化物，氫原子占據(jù)了“小的”間隙位置(所述間隙位置的平均直徑約為0.8 A )。這 些位置存在于相應(yīng)的合金或金屬中。M-H鍵具有金屬特性，這是由于具有s軌道的氫結(jié)合電 子促成了金屬的導(dǎo)帶(金屬以電子傳導(dǎo)為特征)?！胺墙饘俚摹被螂x子價(jià)態(tài)的氫化物基本上 是半導(dǎo)體。價(jià)電子帶具有P軌道特性而不是s軌道特性。因此該鍵具有離子特性。通常來 講，化合物Mg2H2為化學(xué)氫化物(離子價(jià)態(tài)，因此為非導(dǎo)電金屬)。它不是嵌入式氫化物雖 然鎂金屬具有六邊形結(jié)構(gòu)，但化合物MgH2為立方體結(jié)構(gòu)?！敖饘佟彪x子和氫離子之間的鍵更 強(qiáng)。這些區(qū)別會(huì)帶來實(shí)踐上的區(qū)別，這是因?yàn)?金屬氫化物的氫化溫度在室溫范圍內(nèi)，而鎂的氫化溫度接近300°C，對(duì)于其它的 離子價(jià)態(tài)化學(xué)氫化物甚至?xí)?。進(jìn)行一定次數(shù)的氫吸附/脫附循環(huán)后，金屬氫化物會(huì)發(fā)生爆裂現(xiàn)象。爆裂是由金屬氫化物和氫化物中的金屬之間的密度差而造成在氫化過程中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力引起了龜 裂，從而發(fā)生的使尺寸減小至金屬的晶粒結(jié)構(gòu)大小的現(xiàn)象。這種爆裂可以是氫吸附/脫附 操作進(jìn)行了一定次數(shù)的循環(huán)結(jié)束時(shí)發(fā)生于顆粒的根部。但在使用氫化鎂的案例中沒有觀察 到這種爆裂現(xiàn)象。由于鎂具有延展性故能更容易地適應(yīng)由于氫化產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力?，F(xiàn)已進(jìn) 行了大量的科學(xué)研究以使氫化鎂的儲(chǔ)存氫性能最優(yōu)化。但鑒于氫化鎂粉末的低熱導(dǎo)性，離子價(jià)態(tài)的非金屬體系會(huì)使對(duì)熱流的控制變得困 難。氫化反應(yīng)是強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，需要迅速排出所釋放的熱量，從而能在合理的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行 氫氣的填充。另一方面，脫附反應(yīng)是強(qiáng)烈的吸熱反應(yīng)，因此該反應(yīng)會(huì)由于缺乏熱源而中斷。此外，鎂的氫化還伴隨著體積的增大(30% )，因此會(huì)產(chǎn)生內(nèi)張力并對(duì)儲(chǔ)罐壁造成 極大的機(jī)械應(yīng)力。另外，粉末狀氫化鎂的儲(chǔ)存容量能力低并難以處理。為了改進(jìn)氫從MgH2發(fā)生吸附和脫附的動(dòng)力學(xué)，已做出了重要努力。因此，專利申請(qǐng)WO 2007 125 253A1描述了通過與基于鈦、釩以及鉻或錳的心立 方合金進(jìn)行共研磨來對(duì)MgH2進(jìn)行活化。得到的粉末展現(xiàn)出非常高的氫吸附和脫附動(dòng)力學(xué) 特性，但該粉末也非常活潑因此可能在空氣中發(fā)生自燃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不具有上述缺點(diǎn)的氫化鎂系儲(chǔ)存氫材料，更具體地來 說，該儲(chǔ)存氫材料是壓縮的、無需特別防護(hù)措施即可進(jìn)行處理的、并在機(jī)械強(qiáng)度、熱導(dǎo)性和 氫吸附和脫附動(dòng)力學(xué)方面具有良好特性。根據(jù)本發(fā)明，通過這樣的材料來實(shí)現(xiàn)上述目的該材料包含壓縮形式的氫化鎂和 石墨的混合物，所述石墨優(yōu)選為膨脹天然石墨(ENG)。該材料具有較小的孔隙率，這能提高其儲(chǔ)氫容量。壓縮形式也賦予該材料便于進(jìn) 行處理的機(jī)械強(qiáng)度。此外，膨脹天然石墨有利于粘附那些具有大大優(yōu)于鎂粉末或氫化鎂的徑向?qū)崧?的物質(zhì)。最后，即使該材料是用活性氫化鎂制備的，也可以在空氣中對(duì)該復(fù)合材料進(jìn)行處 理而不存在發(fā)生自燃的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了 一種含有氫化鎂和膨脹天然石墨的壓縮材料。
根據(jù)本發(fā)明的方法步驟，在此使用的術(shù)語“氫化鎂”還包括了部分或完全填充有氫 的鎂。在此使用的術(shù)語“壓縮材料”表示的是密度比各原料獨(dú)立的密度要大得多的固體。 具體來說，通過對(duì)原料混合物進(jìn)行壓縮來獲得該材料。通常來說，壓縮材料的密度至少比各 原料的密度大100%，也可以大400%。在此使用的術(shù)語“過渡金屬”指的原子態(tài)下具有部分充滿的d亞層或與部分充滿 的d亞層形成至少一個(gè)離子的化學(xué)元素。具體來說，這些過渡金屬指的是V、Nb、Ti、Cr和 Mn。假設(shè)所述材料含有非常少或不含有產(chǎn)生自化學(xué)反應(yīng)的化合物。它是由氫化鎂 (MgH2)和鱗片形式的ENG形成的“骨架”而組成的復(fù)合材料。在壓力的作用下，這些鱗片會(huì)排列在垂直于壓縮軸的平面上。具體地，可以通過不完全氫化反應(yīng)來獲得氫化鎂。有利的是，所用的氫化鎂粉末含 有少于10重量％以下，優(yōu)選少于5重量％的金屬鎂。更優(yōu)選地，氫化鎂被氫化得越完美，該 粉末在空氣中的穩(wěn)定性越高。根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，提前對(duì)氫化鎂進(jìn)行活化以具有更好的氫吸附和脫附動(dòng)力 學(xué)。具體來說，可以通過將氫化鎂與過渡金屬、過渡金屬合金或過渡金屬氧化物進(jìn)行共研磨 實(shí)現(xiàn)該活化，相對(duì)于混合物，所述過渡金屬、過渡金屬合金或過渡金屬氧化物的加入量優(yōu)選 為1-10原子％，優(yōu)選為約5原子％。在沒有膨脹天然石墨的條件下進(jìn)行氫化鎂與活化劑的共研磨。對(duì)膨脹天然石墨進(jìn) 行的研磨可能會(huì)破壞ENG的“骨架”和鱗片。但是，優(yōu)選保持鱗片形式的ENG結(jié)構(gòu)，這能使 最終的壓縮材料具有強(qiáng)各向異性特性。更優(yōu)選地，根據(jù)所提交的申請(qǐng)?zhí)枮閃O 2007125253A1的申請(qǐng)的教導(dǎo)，通過與含有 鈦、釩以及選自鉻和錳的過渡金屬的心立方結(jié)構(gòu)(centred cubicstructure)合金進(jìn)行共研 磨來活化氫化鎂，相對(duì)于混合物，優(yōu)選合金的加入量為1-10原子％。使活化后的氫化鎂具有晶粒大小為1-10 μ m的極細(xì)粉末形式是很有利的。各晶粒 是由多個(gè)約為10-20nm的微晶形成。與活性劑進(jìn)行共研磨后使活化后的氫化鎂具有了促進(jìn) 氫在微晶之間進(jìn)行分散的納米級(jí)結(jié)構(gòu)，并且在活性劑效果影響下，該納米結(jié)構(gòu)能獲得非常 快的氫吸附/脫附動(dòng)力學(xué)。根據(jù)本發(fā)明，石墨為膨脹天然石墨。所述膨脹天然石墨是通過化學(xué)和熱處理進(jìn)行 修飾的石墨形式。石墨的優(yōu)勢在于，它具有疏水性、耐火性，并且還是良好的熱導(dǎo)體。膨脹天然石墨是特別有利的，這是因?yàn)樗鼮楹撩状笮〉男△[片形式，這賦予其強(qiáng) 大的各向異性特性，并有利于在鎂晶粒上的長距離熱傳導(dǎo)。ENG顆粒為直徑為500 μ m級(jí)、長為數(shù)毫米的伸長蠕蟲狀的形式是有利的。在單軸壓縮的作用下，蠕蟲狀的取向基本垂直于壓縮軸。這使復(fù)合材料具有強(qiáng)大 的各向異性熱性能，并有利于垂直于壓縮軸的熱傳導(dǎo)。因此，根據(jù)本發(fā)明的材料具有大大優(yōu)于用活化鎂流化床獲得的材料的徑向?qū)?性。這使放熱氫化操作過程中的熱流管理得到了改善，并因此極大地減少了進(jìn)行氫再填充 的時(shí)間。不特別限定膨脹天然石墨在上述組合物中的量。已經(jīng)證實(shí)了含有5重量％或更少 的ENG的根據(jù)本發(fā)明的壓縮材料具有機(jī)械穩(wěn)定性，并可進(jìn)行機(jī)械加工，而這是含有LaNi5Hx 型金屬氫化物和鈦鐵礦氫化物混合物的情況所不具備的。此外，無論ENG的量為多少，根據(jù)本發(fā)明的壓縮材料都是均勻的。均勻性是由氫化 物和ENG的密度之間的輕微差別而造成的。ENG的密度低，而由活化劑(過渡金屬、過渡金 屬合金或過渡金屬氧化物)進(jìn)行活化的氫化鎂在進(jìn)行共研磨后為粉末狀，因而其表觀密度 比金屬氫化物更接近ENG的密度。例如，活化后的氫化鎂的密度比LaNi5Hx低約30倍。因 此，制備LaNi5Hx/ENG的壓縮材料會(huì)更難，且更難以獲得均勻性。根據(jù)最終材料所需的導(dǎo)熱性來選擇膨脹天然石墨在上述組合物中的量。這種調(diào)整 是在提高熱導(dǎo)性和降低質(zhì)量吸附能力之間進(jìn)行折衷而得到的，ENG先天性不以化學(xué)的方式 吸附任何氫。占最終組合物1-10重量％的低含量已經(jīng)能顯著地提高導(dǎo)熱性了(參見圖5)。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的組合物優(yōu)選含有5-10重量％的膨脹天然石墨。所述材料優(yōu)選含有80-99重量％的氫化鎂。根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述材料含有氫化鎂和ENG。
優(yōu)選地，所述材料通過壓縮成形。所述材料基本上形成為有利于均勻壓縮的形式，如顆粒形式。所提供的材料易于制備，使用了可獲得的原料，廉價(jià)也不需要精密設(shè)備。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種制備含有氫化鎂和膨脹天然石 墨的壓縮材料的方法，該方法包括以下步驟(i)將氫化鎂或鎂粉與膨脹天然石墨混合；和(ii)通過壓縮使混合物成形。優(yōu)選地，上述制備方法包括，首先包括通過與選自過渡金屬、過渡金屬混合物、過 渡金屬氧化物和過渡金屬合金的活性劑進(jìn)行共研磨來活化氫化鎂或鎂粉的補(bǔ)充步驟。因 此，本發(fā)明的方法能制備含有經(jīng)過活化的氫化鎂和膨脹天然石墨的壓縮材料。用于制備所述材料的氫化鎂為粉末形式，優(yōu)選晶粒大小為1-10 μ m?？梢园闯Ｒ?guī)的方式來進(jìn)行粉末混合，如在混合器中進(jìn)行混合。優(yōu)選在室溫和常壓 下進(jìn)行混合。優(yōu)選以單軸壓縮的方式對(duì)混合物進(jìn)行壓縮，例如在造粒機(jī)中進(jìn)行。 在受控氣氛下進(jìn)行所述混合和壓縮是有利的，尤其是在使用自燃性的活化鎂時(shí)。具體來說，根據(jù)材料所需的孔隙率來選擇壓縮過程中施加的外力。例如，已經(jīng)證實(shí) 1噸/cm2的壓縮可以獲得孔隙率為0. 3的材料顆粒。比起氫化鎂流化床而言，壓縮能增加體積儲(chǔ)存氫密度，并改善機(jī)械強(qiáng)度。此外，令 人驚訝的是，由此獲得的材料不再發(fā)生自燃并更易于進(jìn)行處理。然后可以對(duì)成形的材料進(jìn)行機(jī)械加工，特別是為了獲得適于儲(chǔ)罐的尺寸而進(jìn)行的加工。所述材料的與儲(chǔ)存氫有關(guān)的其他性質(zhì)，如氫吸附和脫附動(dòng)力學(xué)不會(huì)受到材料成形 的影響。即使當(dāng)其中摻有活性氫化鎂時(shí)，所述材料也能進(jìn)行方便的處理，并具有得到改善 的氫儲(chǔ)存體積能力。而且，根據(jù)第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種使用所述儲(chǔ)存氫材料的方法。根據(jù)最后一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)存氫和釋放儲(chǔ)氫的方法，該方法包括以 下步驟(a)將前述材料裝入合適的氫儲(chǔ)罐中；(b)在能使氫氣被所述材料吸附的壓力和溫度條件下，將所述材料置于氫氣壓 下，；和(c)在所述材料發(fā)生脫附的壓力和溫度條件下使氫發(fā)生脫附。有利的是，通過熱交換機(jī)排出由進(jìn)行氫填充而釋放出的能量。可以根據(jù)氫化鎂平衡曲線方便地確定壓力和溫度條件(參見圖7)。


通過以下的實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中圖1為根據(jù)實(shí)施例1得到的顆粒的照片；圖2為相應(yīng)于所施加的壓縮力，測得的實(shí)施例1的顆粒密度和孔隙率；圖3為裝有MgH2粉的儲(chǔ)罐進(jìn)行填裝的過程中所吸附的氫體積，以及在儲(chǔ)罐中央和 周邊測得的溫度；圖4為裝有獲得自實(shí)施例1的顆粒的儲(chǔ)罐進(jìn)行填裝的過程中所吸附的氫體積，以 及在儲(chǔ)罐中央和周邊測得的溫度；圖5為根據(jù)分段原則(divided bar principle)對(duì)導(dǎo)熱性進(jìn)行測量的圖；圖6為石墨含量不同的獲得自實(shí)施例1的材料的徑向和軸向?qū)嵝?。圖7為需要確定的能進(jìn)行吸附和脫附條件的Mg-MgH2平衡曲線。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1MgH2/ENG顆粒的制備在合適的密封混合器中(位于受控氣氛下的手套式操作箱內(nèi))，將47. 5g的平均 晶粒大小為1-10 μ m的活化氫化鎂粉末(購自MCP MG Serbien或MCPHy Energy SA)小心 的與2. 5g的膨脹天然石墨(ENG，顆粒形式的平均晶粒大小以數(shù)毫米的長度計(jì)(購自SGL Technologies GmbH))進(jìn)行混合。然后將粉末混合物(50g)倒入同樣位于手套式操作箱中的硬化鋼造粒機(jī)的模具 中。將造粒機(jī)從氣密包內(nèi)的手套式操作箱中取出置于壓機(jī)下。通過強(qiáng)度為1噸/cm2 (IO8Pa)的單軸壓縮來對(duì)造粒機(jī)內(nèi)的粉末進(jìn)行壓縮?；厥胀獗斫咏腆w石墨且直徑為8cm的灰色的壓縮材料，且可以將該材料在開放 式的環(huán)境中處理數(shù)分鐘。但是，優(yōu)選將復(fù)合材料儲(chǔ)存在受控氣氛下以避免發(fā)生溫度升高和 表面氧化的風(fēng)險(xiǎn)。通過稱重和測量尺寸來計(jì)算得到的不同顆粒中的物質(zhì)密度。從理論和測得的密度 來計(jì)算孔隙率。結(jié)果示于圖1。所述顆粒具有機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，故能進(jìn)行充分氧化從而允許在常規(guī)條件下(具 體來說，也就是在手套式操作箱外)進(jìn)行處理以加入氫儲(chǔ)罐中。所得到的顆粒具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。因此，能出于例如使外徑調(diào)整至復(fù)合儲(chǔ)罐直 徑的目的而對(duì)其進(jìn)行加工，或?yàn)榱瞬迦爰訜嵩蜔犭娕级鴮?duì)其進(jìn)行穿孔。類似地，在反復(fù) 進(jìn)行氫循環(huán)后，在儲(chǔ)罐底部不會(huì)觀察到開裂或堆積的細(xì)粉末。ENG的存在有利于壓縮材料的粘合(圖2)。不含ENG的顆粒更脆，并且無法保證 后續(xù)進(jìn)行機(jī)械加工。實(shí)施例2MgH2/ENG應(yīng)用測試以及與MgH2的對(duì)比對(duì)實(shí)施例1中得到的材料在氫儲(chǔ)存應(yīng)用方面的特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并與活性氫化鎂粉 末進(jìn)行比較。通過機(jī)械加工使實(shí)施例1中得到的MgH2/ENG顆粒的直徑從8cm降低至7cm。將250g的顆粒加入到內(nèi)徑為7cm體積為270cm3的不銹鋼柱狀儲(chǔ)罐中。該儲(chǔ)罐配備有加熱裝 置。然后將該儲(chǔ)罐加熱至30(TC，并置于Sbar的氫氣壓下。用流量計(jì)記錄3小時(shí)吸附的氫氣體積。用置于儲(chǔ)罐中央和周邊的探針裝置來追蹤 記錄溫度。在相同的實(shí)現(xiàn)條件下進(jìn)行測驗(yàn)，不同的是用IlOg的活性氫化鎂粉末替換實(shí)施例1 中的顆粒。圖3和圖4顯示了所吸附的氫從粉末吸附的65NL提高至由顆粒吸附的170NL(標(biāo) 準(zhǔn)升(Normal Litres))。因此，粉末的壓縮性能使材料的儲(chǔ)存氫體積能力翻兩倍有余。與 圖5的比較顯示，壓縮材料填充得更快，但材料質(zhì)量和需要排出的熱量乘以約2. 5。對(duì)顆粒(圖3)和粉末(圖4)在儲(chǔ)罐的中央和周邊產(chǎn)生的溫度進(jìn)行的比較進(jìn)一步 顯示了溫度在根據(jù)本發(fā)明的材料內(nèi)更均勻。上述結(jié)果說明，所述材料能極大地改進(jìn)儲(chǔ)存氫材料的徑向?qū)嵝院腕w積儲(chǔ)存能 力。對(duì)具有不同含量ENG的樣品進(jìn)行導(dǎo)熱性測量?；诜侄卧瓌t在傳統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行測 量架上進(jìn)行上述測量(參見圖5)。將樣品放置在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件2a和2b之間，并在周圍環(huán)繞 有絕緣物3，使整體分別與熱板4和冷板5的一側(cè)接觸。將熱電偶6插入標(biāo)準(zhǔn)件和樣品中以 獲取相應(yīng)于兩板之間的距離的溫度。測量的樣品的平均溫度約為30°C。對(duì)含有0%、5%和10% (分別為ENG重量)的 三種組合物進(jìn)行了測量。為此目的，在顆粒平面上除去了 “小段”(圖6中沿實(shí)線方向進(jìn)行 徑向測量)，并沿壓縮軸(軸向測量，虛線)。圖6示出了結(jié)果，并表示了對(duì)于所研究的含量，導(dǎo)熱性與ENG含量成比例。還觀察 到了非常強(qiáng)的各向異性性能，徑向?qū)嵝噪S著ENG含量增加得非常迅速，而ENG的存在僅對(duì) 軸向?qū)嵝援a(chǎn)生很小影響。此外，上述材料對(duì)空氣的反應(yīng)性低，這就使得對(duì)其的處理更安全，還特別有利于對(duì) 氫化物的儲(chǔ)罐進(jìn)行填充。非常高的機(jī)械強(qiáng)度也允許對(duì)塊進(jìn)行加工，以使其適應(yīng)于儲(chǔ)罐的幾何形狀，例如為 了提供熱交換器的通道目的。即使在氫氣下進(jìn)行循環(huán)時(shí)也能保持機(jī)械強(qiáng)度，因此能避免由 于機(jī)械應(yīng)力造成的粉末堆積和/或爆裂的問題。
權(quán)利要求
一種含有氫化鎂和膨脹天然石墨的壓縮材料，其中，所述氫化鎂通過與過渡金屬、過渡金屬混合物、過渡金屬氧化物或過渡金屬合金進(jìn)行共研磨而被活化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中，所述氫化鎂通過與基于鈦、釩和選自鉻和錳的過 渡金屬的心立方合金進(jìn)行共研磨而被活化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料，通過壓縮使該材料成形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的材料，該材料含有80-99重量％的氫化鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的材料，該材料含有1-20重量％的石墨。
6.一種制備含有氫化鎂和膨脹天然石墨的壓縮材料的方法，該方法包括以下步驟 (i)將氫化鎂或鎂粉與膨脹天然石墨粉進(jìn)行混合；以及( )通過壓縮使混合物成形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，該方法還包括前序步驟，所述前序步驟包括通過與過 渡金屬、過渡金屬混合物、過渡金屬氧化物或過渡金屬合金共研磨來對(duì)所述氫化鎂或鎂粉 進(jìn)行活化。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，在造粒機(jī)中進(jìn)行所述壓縮。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，隨后對(duì)成形的材料進(jìn)行機(jī)械加工。
10.權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的材料在儲(chǔ)存氫方面的應(yīng)用。
11.一種用于儲(chǔ)存氫和釋放儲(chǔ)氫的方法，該方法包括以下步驟(a)將根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的材料加入到合適的氫儲(chǔ)罐中；(b)在能使氫被所述材料吸附的壓力和溫度條件下，將所述材料置于氫氣壓下；以及(c)在允許材料發(fā)生脫附的壓力和溫度條件下使氫氣從所述材料中脫附。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過熱交換器來排出由充氫而釋放的能量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含有氫化鎂和膨脹天然石墨的壓縮材料及其制備方法，該方法包括以下步驟(i)將鎂粉或氫化鎂與石墨粉混合，和(ii)通過壓縮使混合物成形。本發(fā)明還涉及使用所述材料進(jìn)行儲(chǔ)存氫的方法和進(jìn)行儲(chǔ)存氫和釋放儲(chǔ)氫的方法，該方法包括以下步驟(a)將所述材料置于合適的氫儲(chǔ)罐中，(b)在能使氫被該材料吸附的壓力和溫度條件下，將所述材料置于氫氣壓下；以及(c)在允許材料發(fā)生脫附的壓力和溫度條件下使氫氣從所述材料中脫附。
文檔編號(hào)C01B3/02GK101970343SQ200880120204
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者A·謝茲, D·弗呂沙爾, P·德朗戈, R·奧利韋斯, S·米拉利亞 申請(qǐng)人:科學(xué)研究國家中心;約瑟夫·傅里葉大學(xué)