低熔點(diǎn)液態(tài)合金激活鋁合金鑄錠的水解制氫性能研究.pdf

1、氫能作為一種可再生的二次能源，由于具有無污染、資源豐富、儲能密度高等優(yōu)點(diǎn)，得到了世界各國的廣泛關(guān)注和研究。傳統(tǒng)制氫技術(shù)具有成本較高、產(chǎn)氫效率低或者會產(chǎn)生溫室氣體等缺點(diǎn)，且在儲存和運(yùn)輸過程中還存在著儲氫成本高、效率低以及存在安全隱患等關(guān)鍵問題，因此開發(fā)出安全可靠、成本低廉的現(xiàn)場制氫技術(shù)已成為迫切需求。然而，目前采用球磨法制備的鋁合金粉雖然產(chǎn)氫量高且產(chǎn)氫速率快，但由于其制備成本高、效率低，限制了鋁合金水解制氫技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

2、　　本論文采用13種低熔點(diǎn)液態(tài)合金為活化劑，利用真空感應(yīng)熔煉制備了一系列不同成分的鋁合金鑄錠，系統(tǒng)地研究了低熔點(diǎn)液態(tài)合金的成分及含量對鋁合金在室溫自來水中水解產(chǎn)氫性能的影響。為了優(yōu)化鋁合金的產(chǎn)氫性能，分別研究了激活劑含量、水解溫度、水的種類及鋁水比例等影響因素對三種具有量良好產(chǎn)氫性能的鋁合金鑄錠的水解產(chǎn)氫性能的影響，然后再對其進(jìn)行性能優(yōu)化。為了分析鋁在水中的活化機(jī)制，采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、能譜分析、差示掃描量熱儀等綜合分析測

3、試手段對三種鋁合金的顯微組織、相組成、相變過程進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要結(jié)論總結(jié)如下：
　?。?）采用鑄造法制備的含適量低熔點(diǎn)液態(tài)合金的 Al合金鑄錠與球磨法制備的 Al合金粉具有相近的優(yōu)異制氫性能，并且鑄造法具有制備效率高、成本低廉、適宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此具有重要研究意義和理論研究價(jià)值。
　?。?）低熔點(diǎn)液態(tài)合金的成分及含量對鋁合金鑄錠的水解產(chǎn)氫性能具有十分重要的影響，且成分的影響更大。隨著低熔點(diǎn)合金的組元數(shù)從二元逐漸

4、增加到五元，鋁合金的水解產(chǎn)氫性能總體上也隨之逐漸改善。隨液態(tài)合金含量的升高，水解產(chǎn)氫量先增加后降低，而最大產(chǎn)氫速率則持續(xù)增加，當(dāng)其含量為15wt.%時(shí)，綜合產(chǎn)氫性能最好。
　?。?）提高水解溫度對鋁合金在自來水中的水解產(chǎn)氫量沒有太大影響，但能明顯提高水解產(chǎn)氫速率，縮短反應(yīng)時(shí)間。水中的微量離子能促進(jìn)金屬鋁參與水解反應(yīng)，在25°C的自來水和0.9wt.%的鹽水中的產(chǎn)氫量均明顯高于去離子水，但在去離子水中的產(chǎn)氫速率最高。減少水的體積以利