论文部分内容阅读
几个世纪以来，煤、石油等不可再生资源成为了主要的能源供给，随着这些不可再生资源的储存量日益减少，人们急需寻找一种新型能源来代替这些传统能源，与传统能源相比，新能源具有低污染、储量大等优点。新能源技术被认为是改变世界发展的第四次技术性的革命。尽管有许多新型能源，例如，太阳能、风能，但是这些资源都不能像石油那样储存起来，导致了很多资源的流失。因此，现在需要一种能够存储方便、运输方便的能源，氢能就是这样的一种能源。近几年来世界各国研究人员对氢能制备与储存做了大量的研究，其中发展较快的氢能制备方式是水解产氢，包括氢化物水解产氢，甲醇水解产氢，合金水解产氢。铝具有价格低廉、储量丰富、保存性好等优点，而且水解反应产物Al（OH）3对环境无污染，是水解产氢的首选材料，但是纯铝与水反应很容易在表面生成一层氧化铝保护膜，阻碍铝进一步与水反应。实现Al与水连续发生水解产氢反应一种有效的方法是铝合金化处理。铝合金的活化主要来自于三个方面：（1）合金相的存在有利于破除Al2O3氧化膜；（2）掺杂金属的加入能够促使铝电极电位的负移，特别是一些低熔点金属如Bi、In、Sn、Ga等金属的加入，使铝的电极电位得以提高；（3）在铝合金的内部形成微型腐蚀电池。本论文分别用高温真空退火炉和金属熔炼炉两种不同设备制备了Al-Ga二元合金和Al-Ga-In-Sn四元合金，分别对其进行了XRD、SEM及产氢性能测试，并讨论成分、温度、退火温度等因素对其水解产氢性能的影响，经研究发现，高温真空退火炉制备的Al-Ga合金能够水解产氢，但是产氢速率和最大产氢量都不理想，当Ga的含量为50%时，即使水解温度达到60℃，最大产氢速率只有87mL/gmin，最大产氢量也只有9%；高温退火炉制备的Al50-Ga35-In10-Sn5合金能够与水发生强烈的水解产氢反应，SEM图表征发现合金样品微观组织呈现球状，当Al含量从50%提高到90%，合金水解产氢量都在90%以上，当Al的含量为90%时，水解温度为60℃，最大水解产氢速率达到672mL/g min，最大产氢量也达到96%。金属熔炼炉制备的Al90-Ga7-In2-Sn1合金样品能够与水发生产氢反应，SEM图表征发现合金样品微观组织呈现板块状，合金样品产氢曲线基本上是一条直线，产氢速率基本恒定，能够持续产氢35min以上，产氢量能够达到94%。不同温度退火之后，合金样品的最大产氢量由94%降至83%，最大产氢速率由68mL/g min降至42mL/g min。