机械合金化Mg2Ni储氢材料的吸氢动力学研究：压力与温度影响

本文主要探讨了机械合金化方法在Mg2Ni储氢材料制备中的应用及其吸氢动力学特性研究。Mg2Ni是一种具有潜在应用前景的储氢合金，由于其高比能量和可逆性，对于解决能源储存问题具有重要意义。研究者通过机械合金化技术合成Mg2Ni合金，这是一种将金属粉末在高压下通过冷塑性变形和热处理过程，促进原子间的扩散和重组，从而形成合金化的新型材料。 在实验部分，研究团队使用P-C-T测试仪对合成的Mg2Ni合金进行了活化处理，并详细测量了其在不同压力（7.4MPa）和温度（673K）下的吸氢动力学行为。实验结果显示，经过三次活化处理，Mg2Ni合金就能达到基本的活性，显示出良好的吸氢性能，吸收1摩尔氢气所需的活化能仅为43.47kJ，这表明该合金的吸氢反应是相对较快且能量效率较高的。 此外，研究还着重分析了温度和压力对Mg2Ni合金吸氢反应的影响。尽管温度对动力学性能的影响较小，但压力对反应速率和吸氢量有显著影响。随着压力的增加，吸氢反应的速率加快，吸氢量也随之提升。这一发现对于优化Mg2Ni合金的实际应用条件，如在高压力环境下设计高效的储氢设备具有重要的指导意义。 研究者还将实验数据与JDM（Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov）和JMA（Johnson-Mehl动力学模型）等常用的动力学模型进行了对比，这些模型通常用于描述化学反应的动力学行为。通过比较，研究者得以深入理解Mg2Ni合金吸氢反应的微观机制，为进一步改进合金设计和预测其在实际应用中的行为提供了理论依据。 这项研究揭示了机械合金化Mg2Ni储氢材料在特定条件下的吸氢动力学特性，为优化储氢合金的设计和开发提供了宝贵的数据支持，对于推动氢能技术的发展具有积极的科学价值。