近年来,随着镁基储氢材料研究范围的不断扩展,其制备方法也与日俱进。不同制备方法对镁基储氢材料的微观组织、相结构及表面状态等都有重要影响,而组织结构因素与储氢性能又存在着密切联系。镁基储氢合金一般采用熔炼法制备,可实现块体储氢材料的大规模生产,为了进一步提高镁基储氢合金的动力学性能,可利用纳米晶及非晶等材料的一系列独特的性质,如高扩散系数、高活性等,实现高性能镁基储氢材料的制备。为了进一步改善和提高储氢材料的综合性能,也可通过特殊工艺或者工艺复合方式将不同的储氢材料复合形成镁基复合储氢材料,如催化剂与镁基储氢合金的复合及MgH 2 与多孔支架材料的复合等。镁基复合储氢材料的丰富性和多样性及其复合后结构变化的复杂性为改善储氢材料的性能提供了极大空间。镁基储氢材料未来的发展方向主要有微合金化的镁基材料的组织细节调控和镁基纳米复合材料。微合金化的镁基材料可充分发挥有限合金化元素引入生成第二相的催化吸放氢作用,结合组织结构调控,同时提升镁基储氢材料的储氢性能。催化效应和纳米效应结合起来制备镁基复合材料,复合体系表现出的“协同效应”,如纳米界面效应、氢泵效应及应力效应等使体系表现出更优的储氢性能。
镁基储氢材料的制备方式各有特点,适用于不同目标的需求。本章根据储氢材料的形态和种类将其制备方法分为镁基储氢合金的制备方法、镁基纳米储氢材料的制备方法和镁基复合储氢材料的制备方法 3 种。随后总结出储氢材料的制粉和氢化方法。镁基储氢合金的制备方法中主要介绍镁基储氢合金的熔炼和粉末冶金方法,包括常见的镁-过渡金属、镁稀土合金等的制备;镁基纳米储氢材料制备主要包括球磨、沉积法和液相还原法等;镁基复合材料的制备则主要介绍镁基材料与修饰性非储氢材料复合的方法。本章重点对镁基储氢材料及镁基氢化物的制备方法进行详细介绍,对其中有特色的制备方法从定义、原理、优缺点、适用的体系及工艺参数等方面展开详细论述。
镁基储氢材料未来的发展趋势在于:
①采用新型制备方法对典型微合金化的镁基材料进行组织调控,该思路可充分发挥有限合金化元素引入生成第二相的催化吸放氢作用,同时提升镁基储氢材料的储氢性能。
②通过某种特殊工艺制备镁基复合材料,复合体系中所表现出的“协同效应”,如纳米界面效应、氢泵效应及应力效应等使其复合体系叠加更优良的储氢性能。