用于高效储氢的激光烧蚀制备聚合物稳定镁纳米复合材料
介观与纳米尺度物理
2013-04-19 v2 其他凝聚态物理
化学物理
摘要
氢是一种极具前景的替代能源载体，凭借其高能量密度（142 MJ/kg）、潜在来源多样（例如水、生物质、有机物）以及低环境影响（水是唯一的燃烧产物）等显著优势，有望促进从化石燃料向清洁能源的过渡。然而，由于其质量轻，氢的高效存储仍然是一个被深入研究的课题。在此方面已考虑了各种固体介质，其中氢化镁作为一种候选材料脱颖而出，具有独特的优势。最近的理论工作表明，当颗粒直径减小到 2 nm 以下时，MgH2 的热力学稳定性会降低。我们的 DFT（密度泛函理论）模拟研究表明，对应于 2 个晶胞厚度（1.6 {\AA} Mg/3.0{\AA} MgH2）薄膜的最小焓变为 57.7 kJ/molMg。该焓变比体材料小 10 kJ/molMg 以上。值得注意的是，适用于移动存储应用的系统的焓变范围在 298 K 时为 15 至 24 kJ/molH。开发空气/稳定 Mg/纳米晶体的关键在于使用 PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）作为封装剂。在我们的工作中，我们使用激光烧蚀这一非电化学方法来制备分散良好且无长程团聚的纳米颗粒。观察到的聚合物/稳定 Mg 纳米颗粒改善的加氢特性与制备程序有关，无论如何，聚合物激光烧蚀是一种生产空气保护且廉价的 Mg/纳米颗粒的新方法。
引用
@article{arxiv.1304.1959,
title = {Polymer Stable Magnesium Nanocomposites Prepared by Laser Ablation for Efficient Hydrogen Storage},
author = {S. S. Makridis and E. Gkanas and G. Panagakos and E. S. Kikkinides and A. K. Stubos and P. Wagener and S. Barcikowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.1959},
year = {2013}
}
备注
Hydrogen Storage, Mg - Nanoparticles, Polymer Matrix Composites, Laser Ablation, to appear in International Journal of Hydrogen Energy, 2013