1.引言

如今，随着社会的不断发展，人类对能源的需求越来越高。过度开采对环境产生了巨大的影响，而且地球所储存的能源资源是非常有限的，因此氢能作为一种绿色能源越来越受到人们的重视。而氢气的存储是最为关键的问题，氢的固态存储是利用储氢材料与氢发生物理或化学作用实现储氢这一目的，储氢材料主要包括非金属储氢材料，金属储氢材料，金属配位化合物以及有机液体储氢材料等。对于金属氢化物储氢，即某些金属或合金与氢反应后以金属氢化物形式吸氢，生成的金属氢化物加热后释放出氢气，利用这一特性就可以有效地储氢。有些金属氢化物储氢密度可达标准状态下氢气的1000倍，与液氢相同甚至超过液氢^[1]。而非金属氢化物储氢主要有两种主要的形式，一种是化合物形式，一种是物理吸附形式。氢与许多非金属的元素或物质相作用，构成各种非金属氢化物。

目前所开发的储氢材料大致包括稀土系，钛系，锆系和镁系。镁基储氢材料因其具有高的储氢容量，丰富的资源，对环境的污染小等优点而被认为一种有发展潜力的储氢材料。不过由于镁基储氢材料相结构稳定性高, 形成热大, 导致体系吸放氢性能差, 因此限制了其实际应用。

镁基储氢材料的吸放氢性能主要取决于体系的吸放氢动力学(含吸放氢过程的反应速度和活化能), 而吸放氢动力学通常采用PCT 曲线表示, 分三个阶段, 其中第二阶段曲线呈一平台, 平台宽度表示吸氢量的多少, 平台的高低表示放氢程度的难易, 而在一定温度下, 氢化物形成热的大小决定了平台的高低。为解决此问题, 世界各国研究者进行了大量的研究工作, 取得了很多的研究成果。

目前，常用的镁基储氢材料的改性方法有组元替代改性、添加剂改性和表面处理改性等。

2.镁基储氢材料

2.1镁基储氢材料概述

镁基储氢材料是最早研究的储氢材料。镁为密排六方结构，空间群为P63/mmc，晶胞参数为a=0.3209nm，c=0.5211nm，通常在573K-673K温度，2-4.0MPa压力下，与氢气直接反应生成MgH2，反应式为：

Mg H2 =MgH2

该反应的生成焓为-75KJ/mol，理论储氢量达到7.6wt%，产物MgH2为离子型化合物，是四方金红石结构。晶胞中有两个Mg原子，一个位于角顶，一个位于中心，晶胞中有四个H原子，其中两个位于晶胞面上，另外两个位于晶胞内，H原子围绕Mg原子形成MgH6八面体。Mg与H之间较强的离子键作用使得MgH2的热力学性能较为为稳定。