以Mg和Mg₂Ni为代表的镁基储氢材料,因具有较高的储氢容量（理论储氢容量分别达7.6 wt.%和3.6 wt.%）和来源丰富而受到特别关注。然而,由于镁基材料的氢化产物过于稳定以及其吸放氢动力学性能差,限制了在实际中的应用。本文选择Nb化合物（NbH、NbC、NbH-LaH₃）、三元金属氧化物（Ce₂Zr₂O₇、Bi₂WO₆）、La₂O₃–CaO和碳化壳聚糖作为添加剂,利用机械球磨方法制备了一系列镁基复合储氢材料,研究了复合材料的微观结构及储氢性能,并探讨了其吸/放氢反应过程及添加剂在吸/放氢反应过程中的作用机理。以含Nb化合物（NbH、NbC、NbH-LaH₃）为添加剂与MgH₂球磨制备了复合储氢材料,并对其吸放氢性能及添加剂对复合材料储氢性能的促进机制进行了分析。573K下,纯MgH₂在20 min内的放氢量仅为0.26 wt.%,而添加20%的NbH、NbC、NbH-LaH₃复合材料同条件下的放氢量分别可以提高到1.40 wt.%、0.87 wt.%和1.43wt.%。与相比复合材料的初始放氢温度与放氢过程活化能均有显著降低,其中复合添加剂NbH-LaH₃使两者分别降低了131 K和47.36 kJ·mol^-1。复合材料加入NbH、NbC添加剂后减少了MgH₂的团聚;LaH₃在放氢过程中转化为LaH_2.3引起材料晶胞体积的收缩,促进了MgH₂放氢反应的进行。采用共沉淀-高温煅烧制备了多孔Ce₂Zr₂O₇,采用水热法制备了Bi₂WO₆,并将两种三元金属氧化物分别与MgH₂进行球磨处理制备了复合储氢材料。制得的MgH₂-Ce₂Zr₂O₇和MgH₂-Bi₂WO₆复合材料473 K下的吸氢量分别是同条件下纯MgH₂吸氢量的2.80倍和2.23倍;623 K下放氢量分别提高到4.48 wt.%和3.87 wt.%;初始放氢温度对比纯MgH₂分别下降了110 K和103 K。在吸放氢过程中,部分Ce₂Zr₂O₇与MgH₂发生反应生成了CeH₂、ZrH₂,原位生成的CeH₂、ZrH₂增加了复合材料的相界面,有利于氢的吸附与解吸;而Bi₂WO₆与MgH₂发生反应的产物WO₃在吸放氢过程中对氢化反应具有催化作用。在MgH₂中添加碳化壳聚糖可以显著改善材料的吸放氢性能。制备的复合材料MgH₂@CTS初始放氢温度为495 K,比纯MgH₂降低了173 K。在623 K,MgH₂@CTS复合储氢材料500 s内可放氢3 wt.%,1500 s基本放氢完全,达3.72 wt.%。同时加入碳化壳聚糖显著降低了MgH₂的放氢反应能垒,使复合材料的放氢活化能降低至84.40 kJ/mol,与MgH₂相比降低了46.21 kJ/mol。这是因为碳化壳聚糖的润滑作用有效阻碍了氢化镁的团聚,而多孔碳结构的存在提供了额外的H扩散的通道,较好地改善MgH₂的吸放氢性能。通过对Mg₂Ni–10 wt.%La₂O₃、Mg₂Ni–10 wt.%CaO和Mg₂Ni–5 wt.%La₂O₃–5wt.%CaO复合储氢材料的结构与储氢性能研究,发现La₂O₃的添加可以显著提高合金的吸放氢速率,而CaO对La元素的均匀分布起到促进作用。因此复合添加剂La₂O₃–CaO对MgH₂的吸放氢性能具有显著的促进作用,在373 K下,Mg₂Ni-5wt.%La₂O₃–5 wt.%CaO的吸氢速率提高了106.4%,这是因为复合添加剂中的CaO在球磨过程中促进了La₂O₃的分散,从而对Mg₂NiH₄的吸放氢产生了增强作用。