因为Mg价格低廉、可逆储氢容量高,以蓄放热为目的镁基储热合金材料的研究引起了人们的广泛关注。本文首先对储热材料进行分类,并明确了镁基储热材料性能指标,同时对Mg基储热材料和储热装置的研究进展进行了综述。在此基础上,确定以富镁Mg-Ni-Ce和Mg-Ni-La合金为研究载体,采用XRD和SEM进行微观结构的研究,采用PCT测试仪和DSC进行吸放氢动力学、焓变值、储热密度和放氢活化能等相关储热性能的研究。探究了Mg、Ni比例对Mg基储热材料储热性能的影响。采用悬浮感应熔炼的方法制备了Mg_77+x7+x Ni_20-xCe₃（x=0,5,10,15）合金,Mg-Ni-Ce合金在吸氢前后微观结构的检测结果显示:吸氢前合金由Mg、Mg₂Ni、CeMg₁₂和Ce₂Mg₁₇四种主相组成,吸氢后形成MgH₂、Mg₂NiH₄和CeH_2.29相,CeH_2.29可以显著提高Mg-Ni-Ce合金的吸氢放热和放氢吸热动力学性能。Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金在683K温度下2小时的吸氢量为5.55wt.%,是Mg₇₇Ni₂₀Ce₃合金吸氢量的1.6倍。同样在683K温度下Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金2小时的放氢量为5.45wt.%,合金能够做到完全吸放氢。单位质量的Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金放热量为2033kJ,放热密度是2.03MJ/kg;单位质量Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金储热量为1997kJ,储热密度为2.0MJ/kg。在5K/min升温速率下,Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金的相变热达到1471J/g,即1.5MJ/kg。同样采用感应熔炼法制备了Mg_77+xNi_20-xLa₃（x=0,5,10,15）合金,吸氢前后的XRD和SEM检测结果表明Mg-Ni-La合金吸氢前由Mg、Mg₂Ni、LaMg₁₂和La₂Mg₁₇四种相构成,吸氢后形成MgH₂、Mg₂NiH₄和LaH_3.05相,Mg₂Ni相变为了Mg-Mg₂Ni的共晶层状组织。之后的吸放氢过程为Mg/MgH₂和Mg₂Ni/Mg₂NiH₄的可逆反应。Mg₈₇Ni₁₀La₃合金在5K/min升温速率下相变热为1529J/g,即1.5MJ/kg。Mg₈₂Ni₁₅La₃合金在683K时2小时的吸氢量是4.92wt.%,即单位质量的Mg₈₂Ni₁₅La₃合金放热量为1802kJ,放热密度为1.8MJ/kg;Mg₈₂Ni₁₅La₃合金在683K下2小时的放氢量是4.69wt.%,得出单位质量的Mg₈₂Ni₁₅La₃合金储热量为1718kJ,储热密度为1.7MJ/kg。Ce和La系列合金的微观结构对比结果显示,不同稀土元素Ce和La对合金的微观形貌和相组成影响效果相似,Ce和La系合金在完全吸放氢后都会生成热稳定性很高且很难解离的金属氢化物。在氢的吸收和释放过程中,金属氢化物纳米晶体均匀分布在合金表面和主体中,为合金引入了大量活性位点、晶界数量和界面面积。这就大大提升了合金中氢原子的扩散速率;结合生成的Mg-Mg₂Ni共晶层状组织为合金中氢原子的扩散提供了有效通道的作用,因此该类金属氢化物能够有效促进合金的吸氢放热和放氢吸热动力学性能。单位质量的Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金储热量比Mg₈₂Ni₁₅La₃合金多出279kJ,储热密度多出0.3MJ/kg。