1. 引言

当今社会，能源是人类赖以生存和发展的根本。随着社会经济的发展，全球能源供应日益紧缺，环境污染日益加剧，各种能源正在以越来越快的速度被消耗，面对这种能源的即将枯竭的严重问题。新能源的开发以及利用受到越来越受到各国政府的关注。新能源一方面作为传统能源的补充，另一方面可有效降低环境污染的状况。在新的能源领域中，洁净无污染的氢能利用技术正在以飞快的速度发展，己引起工业界的热切关注^[1]。氢能源之所以如此受欢迎，是因为其特点：1）氢的燃烧产物是水，对环境不产生任何污染；2）氢可以通过太阳能、风能等分解水而再生，是可再生能源；3）氢的燃烧值高，每公斤氢燃烧后产生的热量约为汽油的3倍，焦炭的4.5倍；4）资源丰富，可通过水、碳氢化合物等分解生成^[2]。但是氢能的开发利用并不是一件容易的事,它目前需要解决2个关键性的问题:氢气的制取和储存。

目前，氢能源的存储只有3种方式：液态、高压气态和固态储氢。液氢储存方式的质量能量密度最大，是一种轻巧紧凑的方式。但氢气液化会存在能量损失大，且存在蒸发损失。而且此方法对储氢罐绝热性能要求较高，无形中增加了储氢的成本。高压气态储氢是通过高压来将氢气以气态形式压缩储存于高压容器中，可在常温下使用，目前压力一般不超过35 MPa进行贮存，但是此种方法储氢的氢的密度较低。固态储氢方式能有效克服气、液两种存储方式的不足,且储氢体积密度大、操作容易,特别适合于对体积要求较严格的场合,如在燃料电池汽车上的使用。固态储氢材料主要有：金属氢化物、多孔吸附材料和配位氢化物等,其中金属氢化物储氢的研究已有30 多年,而其他两种的研究相对较晚一些。多孔吸附材料分为物理吸附和化学吸附两大类,如硫化物纳米管、碳纳米管、活性炭和BN 纳米管等^[1]。

2氢化燃烧合成法

提到氢化燃烧合成法，首先得追溯到燃烧合成法(Combustion Synthesis, CS法)，也叫做自蔓延高温合成(Self-Propagation High-Temperature Synthesis, SHS)。它是利用化学发应过程自身的反应放热，使反应能够自发运行，最终实现材料合成与制备的一种技术。镁基储氢合金氢化燃烧合成法(HydridingCombustion Synthesis简称HCS),由日本东北大学八木研究室于1997年首次提出^[3],该法是在Mg₂Ni合金燃烧合成法^[4～6](Combution Synthesis或Self-propagation High-temperature Synthesis)的基础上发展起来的一种镁基储氢合金制备新方法。它是将镁镍混合粉末置于高压氢气中,之后通过合成#8212;氢化一步法,在低于850 K温度下直接获得氢化镁镍合金,方法本身具有省能、节时、设备简单的优点,且产物无需激活处理,储氢量达到3.6 %(质量分数),表现出良好的储氢性能^[7]。

HCS法在镁基储氢合金的研究和开发方面具有很大的潜力,它的发展和完善必将有效促进镁基储氢合金的实用性进程^[8]。其中氢化燃烧合成法的突出优点是：

l 合成温度低，反应过程在炉温的温度不高于870 K条件下进行，避免了熔炼法制备过程中镁的大量挥发问题。可直接从镁铝混合粉末制备出符合化学计量的镁铝储氢合金。

l 工艺简单，省时省能，成本低，产物具有高纯度和高活性等优点，无需活化首次吸氢可大3.5 wt.%左右，接近理论值，相比较，熔炼产物需经过七次吸放氢循环才能得到充分的活化。

l 中间固相反应产物具有比表面积大，组织疏松和活性高，易发生氢化反应的特性，可以直接获得高纯度的产物，无需活化处理。与传统熔炼法形成鲜明对比，优势明显。^[9,10]