镁基氢化物（MgH₂）由于储氢容量高,资源丰富以及成本低等优点,被认为是最具发展潜能的储氢材料之一,但过高的吸放氢温度以及缓慢的吸放氢动力学限制了其实际应用。本文在论述Mg基储氢合金的发展及研究现状的基础上,以Mg为研究对象,选择与Mg结构相似、晶格常数相近的氮化物（GaN）、碳化物（Ta₂C）以及硼化物（ErB₂）作为催化剂,通过机械球磨法形成Mg基复合材料,利用X射线衍射仪（XRD）,透射电子显微镜（TEM）和气态压力–组成–温度P–C–T曲线测试等手段分别研究Mg基复合材料的微观形貌和储氢性能。相关研究内容及结论如下:（1）采用机械球磨法制备Mg-5 wt%GaN复合材料并对其进行系统的储氢性能研究。结果表明,在加热过程中GaN发生分解与Mg产生Ga₂Mg₅和GaMg₂两相,并在后续的吸放氢循环中发生可逆的转换,反应式为Ga₂Mg₅+H₂?2GaMg₂+MgH₂。在523 K、40 min内,Mg-5 wt%GaN复合材料的吸氢量为5.3 wt%;在573 K、120 min内,MgH₂-5 wt%GaN复合材料的放氢量为4.8 wt%。MgH₂-5 wt%GaN复合材料的起始放氢温度、放氢结束温度分别为523 K,673 K,均比MgH₂低50 K。Mg/MgH₂吸放氢动力学性能的显著提升主要归因于Ga₂Mg₅和GaMg₂相的催化作用。（2）将Ta粉与C粉经高温烧结形成Ta₂C粉末,通过控制球磨时间得到不同尺寸大小的Ta₂C颗粒,将其与MgH₂球磨后形成MgH₂-10 wt%Ta₂C。结果表明,Mg-10wt%Ta₂C（20 nm）复合材料在573 K时5 min内达到吸氢饱和状态,吸氢量为6.0 wt%。MgH₂-10 wt%Ta₂C（20 nm）复合材料在623 K时15 min内释放全部氢气,放氢量为6.0 wt%。MgH₂-10 wt%Ta₂C（20 nm）复合材料的起始放氢温度和放氢结束温度分别为530 K,673 K,比纯MgH₂低43 K和50 K。这些优异的储氢性能主要归因于Ta₂C的存在抑制了MgH₂晶粒的长大,对Mg/MgH₂的吸放氢性能起到了显著的催化作用。（3）将ErH₂与B粉在常压、温度为1023 K下烧结制得高纯度的ErB₂,将其与MgH₂通过机械球磨法形成MgH₂-10 wt%ErB₂复合材料,储氢性能研究结果表明,在球磨以及吸放氢过程中ErB₂稳定存在,保持其原始状态。Mg-10 wt%ErB₂复合材料在523K、40 min内吸收4.6 wt%H₂。MgH₂-10 wt%ErB₂复合材料在623 K、10 min内释放3.2wt%H₂。MgH₂-10 wt%ErB₂复合材料起始放氢温度和放氢结束温度分别为550 K和703 K,比纯MgH₂低23 K,20 K。这主要归因于稳定存在的ErB₂对Mg/MgH₂的吸放氢性能具有积极的催化作用。