这里的添加剂，是指可以显著改善镁基材料吸放氢性能的物质。主要包括过渡族金属、一些合金或化合物、有机物和某些氧化物。
1、金属添加剂
含3d壳层的过渡金属元素在反应球磨时可催化氢化反应的发生，已经研究过的金属包括Ni，Ce，Ti，V，Nb．Mn，Eu，Fe，Co和Pa等。高度分散的含3d壳层的过渡元素可以有效地催化氢的化学吸附，使氢发生H2一2H 反应。过渡元素与镁之间的界面就是金属氢化反应的成核位置：它吸附氢分子并将其变为氢原子，然后将氢原子“输运”到镁基体内，形成金属氧化物，反之亦然。由于过渡元素的存在，氢化反应的成孩势垒减小，金属氢化反应的控制步骤已经不再是镁单独氢化时的成核与长大，而是金属氢化物相边界的移动。目前，国内外对添加过渡金属改善镁基材料储氢性能开展了大量的研究工作，G．I．iang研究的Mg+5%V (atom fraction)在室温下可吸氢2%(mass fraction)(1MPa，lO00s)；508K时，2000s内可在真空中完全放氢。此外，也可以用化合物催化镁的吸放氢性能。
2、氧化物添加剂
P．Hjort曾指出：当镁的表面有一薄层氧存在时，可以提高金属氢化的速率。其原因在于，当镁表面的氧化层较厚时，其充当氢扩散的阻挡层；而当氧化层较薄时，则会促进金属氢化成核反应的发生。
最近，W．Oclerich研究了氧化物对镁基储氢材料的改性作用。他分别将MgH2和Mg2NiH4同一定比例的McxOy(TiO2，V2O5，Cr2O3，Mn2O3，Fe3O4，Cu0，Al203，SiO2)球磨，发现一些氧化物可以明显改善镁基材料的吸放氢能力，以V2O5，Fe3O4，Mn2O3为佳。在这些氧化物作用下，含镁材料lmin内、573K、0．84MPa氢压条件下吸氢3．5%(mass fraction)以上，CuO可达5．5%；真空、573K时，5min内均可放氢完毕。随着氧化物含量的增加，吸放氢速率不变，但总储氢量下降。他们认为，金属氧化物的优异催化性能可能与金属原子能够提供不同的电子状态有关。进一步的解释尚在研究之中。
3、有机添加剂
日本的Hayao Imamura的试验结果表明：一些稠环碳氢化合物可以明显改善材料的储氢特性。在此基础上，他和他的合作者又对镁和石墨球磨形成的化合物进行了研究．并取得了较好的效果。他们认为有机物催化吸氢机理为：球磨后，由石墨解离而来的具有芳香族碳原子形式的碳环与镁之间通过释放和转移形成电子施主与受主联合体系，该体系可以有效地催化氢分子解离。化学组成、有机添加剂、研磨时间决定着镁石墨化合物的性质。特别是有机添加剂通过调节镁和石墨的固相反应，最终影响产物的显微结构、表面、界面性质及吸放氢性能。他们着重研究了不同添加剂条件对化合物的影响。
在没有有机添加剂的情况下球磨镁和石墨样品，石墨不断产生缺陷、无序破裂、快速非晶化，石墨的品格结构很快彻底消失。球磨产生的碳根本就不和镁发生作用，镁和石墨之间没有协同作用发生。这种条件下制备的样品比表面积小、化学活性差。
由于有机添加剂影响着石墨的解离形式，四氢呋喃，环己烷、苯等有饥添加剂可以显著改善化合物的吸放氢性能。在有有机添加剂的条件下球磨样品，石墨逐渐分解，但晶格结构并不最终消失。TFM观察表明：石墨主要是以层的形式解离，以纳米状态存在的解离体是沿Z轴方向厚20nm的薄片。这种具有芳香族碳原子形式的碳环和高度分散的镁通过电子释放和转移形成了可以提高吸放氨能力的协同合作体系。也就是说，有机添加剂的存在使镁和石墨之间的电子释放和转移作用得以发生，施主与受主联合体系的形成成为可能。球磨形成的镁和石墨的化合物比表面积大、化学活性好、具有良好的吸氢性能。
以上是近几年内，国际上制备镁基储氨材料的主流技术和方法。除此之外，新的技术和方法仍在层出不穷，比如：Huatang Yuan等人用替代扩散法合成了Mg2Ni0．75 Fe0.25合金；H．Kohlmann利用高压技术合成了含Eu和Cs的镁基金属氢化物。 |
