鎂元素是地球上儲(chǔ)量最豐富的元素之一，在地殼表層金屬礦資源中的含量為2.3%，位居常用金屬的第4位。由于鎂合金是工業(yè)應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬材料，其輕量化優(yōu)勢(shì)對(duì)于減少能源消耗，緩解日益嚴(yán)重的能源問(wèn)題顯示出巨大的應(yīng)用潛力。除了輕量化這一重要特點(diǎn)，鎂原子的特殊原子結(jié)構(gòu)決定了其更多的功能特性，比如，鎂是阻尼性能最優(yōu)良的金屬，比阻尼強(qiáng)度達(dá)到60%;鎂的儲(chǔ)氫能力達(dá)到7.6%，是金屬中儲(chǔ)氫能力最大的元素。

隨著傳統(tǒng)能源的日漸枯竭，尋找可再生的綠色能源迫在眉睫。氫能作為一種儲(chǔ)量豐富、來(lái)源廣泛、能量密度高的綠色能源及能源載體，逐漸引起人們的關(guān)注。氫能具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)氫的燃燒產(chǎn)物是水，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生任何污染;(2)氫可以通過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能等分解水而再生，是可再生能源;(3)氫的燃燒值高，每公斤氫燃燒后產(chǎn)生的熱量約為汽油的3倍，焦炭的4.5倍;(4)氫資源豐富，可通過(guò)水、碳?xì)浠�合物等分解生成。但是，在氫能的開發(fā)利用中，氫的制備、儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面還存在著問(wèn)題，尤其是氫能的存儲(chǔ)技術(shù)已成為氫能利用走向?qū)嵱没�、�?guī)�；�的瓶頸。高性能儲(chǔ)氫合金的研究與開發(fā)，是氫能利用領(lǐng)域的重要課題。

在儲(chǔ)氫合金中，鎂基儲(chǔ)氫合金被廣泛認(rèn)為是最有發(fā)展前途的儲(chǔ)氫材料之一。鎂作為儲(chǔ)氫材料具有密度小，儲(chǔ)氫容量高，價(jià)格低廉，儲(chǔ)量豐富等顯著特點(diǎn)，但鎂基儲(chǔ)氫合金也存在一些問(wèn)題：(1)吸放氫條件苛刻，速度慢;(2)生成的氫化物過(guò)于穩(wěn)定，吸氫動(dòng)力學(xué)性能差，需要573K溫度才能有效吸放氫;(3)吸放氫循環(huán)穩(wěn)定性差;(4)合金電極在堿液中的耐腐蝕性差，循環(huán)壽命低。鎂基儲(chǔ)氫合金的上述缺點(diǎn)限制了它的實(shí)際應(yīng)用。為了克服上述缺點(diǎn)，目前的研究正集中于以下方面：

一.納米化處理。納米尺度的儲(chǔ)氫材料顯示出新的優(yōu)良性能，其活化性能明顯提高，具有更高的氫擴(kuò)散系數(shù)，并具有優(yōu)良的吸放氫動(dòng)力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)表明，用機(jī)械合金化法制備出MgH2-V，合金晶粒尺寸為10～20nm，在200℃，1.0MPa氫壓下，100s吸氫量達(dá)5.5%;250℃，0.015MPa下，在900s內(nèi)放氫量達(dá)5.3%。值得注意的是MgH2-V在充放氫循環(huán)200次后，放氫量不但沒(méi)有下降，反而有所增加。另有報(bào)道，在鎂基儲(chǔ)氫材料中添加納米碳管，可有效提高其儲(chǔ)氫性能。

二.非晶化處理。與晶態(tài)合金相比，非晶態(tài)合金擁有大量長(zhǎng)程無(wú)序和短程有序結(jié)構(gòu)，為氫的擴(kuò)散和占位提供了大量能壘較低的空穴，從而有利于氫的吸收和釋放。實(shí)驗(yàn)表明，采用球磨方法制備出非晶態(tài)Mg50Ni50合金，在20mA/g的放電條件下，電容量可達(dá)到500mAh/g，遠(yuǎn)高于鑄態(tài)Mg50Ni50合金的放電容量(30mAh/g)。進(jìn)一步添加Ni獲得的Mg2Ni+70%Ni電極容量更高，達(dá)1082mAh/g。

(關(guān)鍵字：鎂 鎂合金 儲(chǔ)氫合金 鎂基儲(chǔ)氫合金)