氢能是以氢为能源载体的二次能源,具储能密度高,清洁无污染等优点。诸多制氢方法中,镁基金属氢化物水解制氢技术是集制氢和储氢为一体的实时供氢方式,由于其原料来源广泛、制氢纯度高、制氢量大、对环境友好等优点而被认为是最有前景的制氢方法之一。同样,在众多活性金属中,Mg具有较高制氢容量,在地壳中储量丰富、价格低廉,水解副产物对环境友好,有望在可移动便携式制氢领域得到应用。但是,Mg或其氢化物在水解过程中形成致密的Mg（OH）2钝化膜包覆在材料表面,阻碍反应的持续进行,制氢动力学性能较差,影响其商业化应用。本文从Mg基合金及其氢化物水解出发,以镁钙、镁硅合金及镁基氢化物复合材料作为研究对象,探讨球磨、合金化和复合体系的构建等方法对Mg基合金/氢化物在纯水中水解放氢动力学性能的影响;通过使用醇或醇-水混合溶液作为反应溶液,检测Mg及其氢化物复合体系从室温到-20°C的水解和醇解性能,以期满足全天候实时实地可控放氢的需求。在性能调控的过程中,采用XRD、XPS、MS、FT-IR、SEM-EDS等测试方法对Mg基合金及其氢化物复合体系水解过程进行表征分析,并分析了反应机理。为适应宽温度环境、具有良好动力学性能的高容量可控放氢体系的开发和便携式供氢领域实现实时实地可控制氢技术奠定基础。首先,本文基于CaH2可以有效催化Mg或者Mg H2水解制氢,但金属CaH2和Mg H2需要在高温高压条件下才能氢化制得,Mg H2-CaH2复合材料用于水解需要较高的成本。本文选用Ca-Mg合金为研究对象,通过加氢球磨的方法原位制备CaH2-Mg H2复合材料,引入Ni元素来加快Ca Mg2合金的氢化过程,球磨3 h就可完全氢化。对制得的CaH2-Mg H2复合材料在不同温度下的水解制氢性能进行了检测。CaH2-Mg H2复合材料在低至0°C时仍具有快速的水解制氢性能。其次,为了更好的适应室外低温环境实时实地可控制氢,本文选用凝固点更低的甲醇、乙醇或醇-水混合溶液作为反应溶液,探讨Ca Mg2合金和CaH2-Mg H2复合材料的制氢性能,尤其是在低温（<0°C）环境下的制氢性能。实验结果显示,室温条件下Ca Mg2合金跟甲醇反应时具有优异的醇解动力学性能,但其与乙醇反应的醇解动力学性能较差。加氢球磨0.5 h、1.5 h、3 h得到的CaH2-Mg H2复合材料在5 min内可完全醇解,制氢量高达1492 m L·g-1。Ca Mg2合金和CaH2-Mg H2复合材料醇解副产物Mg（CH3O）2和Ca（CH3O）2可与水反应,转化为甲醇、氢氧化钙和氢氧化镁,实现了甲醇的循环利用。Ca Mg2合金在-20°C条件下与甲醇反应,醇解转化率达到70.7%,CaH2-Mg H2复合材料在-10°C乙醇-水混合溶液中的水解转化率为78.6%。本文还以甲醇作为反应溶液,对球磨2 h的Mg2Si化合物进行了醇解测试,其醇解转化率达到99%以上。Mg2Si合金即使在-10°C和-20°C条件下与甲醇反应,其醇解转化率分别高达94.8%和89.8%。最后,为了提高Mg基氢化物材料水解制氢性能的同时,克服其对空稳定性差的问题,通过球磨的方法制备了Mg H2-Li NH2复合材料,探讨了Li NH2对Mg H2颗粒表面的包覆作用和对空气不敏感的特性,研究其反应机理,为开发水解过程更便于实际操作的镁基氢化物水解制氢材料奠定基础。球磨制备的4Mg H2-Li NH2复合材料在水解反应1 min内可产生887.2 m L·g-1的氢气,即使在低温下（0°C）也可快速反应制氢,具有很好的应用前景。