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用于能量-氢存储的Li-RHC体系动力学行为建模:(I)吸氢

材料科学 2021-08-18 v2

摘要

锂-硼反应氢化物复合体系(Li-RHC)(2 LiH + MgB2_{2} / 2 LiBH4_{4} + MgH2_{2})是一种适用于能量存储应用的高温氢存储材料。本文中,建立了一种用于氢化的综合气-固动力学模型。基于吸氢条件下的热力学测量,确定该体系的焓Δ\DeltaH与熵Δ\DeltaS分别为-34 ±\pm 2 kJ \cdot mol H21_{2}^{-1}与-70 ±\pm 3 J \cdot K1^{-1} \cdot mol H21_{2}^{-1}。基于热力学行为评估,动力学测量条件设定在325 {\deg}C至412 {\deg}C之间,以及15 bar至50 bar之间。动力学分析表明,氢化速率限制步骤与一维界面控制反应有关,其经驱动力修正的表观活化能为146 ±\pm 3 kJ \cdot mol H21_{2}^{-1}。应用该动力学模型,计算了反应速率常数随压力和温度变化的依赖关系,从而可通过有限元方法(FEM)仿真设计优化的氢/能量存储容器。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.06607,
  title  = {Modeling the kinetic behavior of the Li-RHC system for energy-hydrogen storage : ( I ) absorption},
  author = {A. M. Neves and J. Puszkiel and G. Capurso and J. M. Bellosta von Colbe and C. Milanese and M. Dornheim and T. Klassen and J. Jepsen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.06607},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted Manuscript Version (with Supplementary Material) of the Preprint submitted to the International Journal of Hydrogen Energy on April 12th 2021 and Accepted on June 28th 2021