镁-镍/石墨烯复合物的储氢性能

分别通过物理法和化学法制备石墨烯载镍催化剂(Ni/Graphene),并采用球磨预处理或超声分散的方式与镁粉混匀,结合氢化燃烧合成和机械球磨复合技术制备镁-镍/石墨烯(Mg-Ni/Graphene)复合物储氢材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜及气体反应控制器研究了材料的相组成、微观形貌和吸放氢性能。比较发现,添加化学法制备的Ni/Graphene并采用球磨预处理的Mg-Ni/Graphene复合物具有最佳的吸放氢性能,复合物的起始放氢温度降低,放氢速率加快。其在373 K温度下,100 s内就基本能达到饱和吸氢量6.21%(质量分数);553 K,1800 s内完全放氢,且放氢量达到6.05%。球磨预处理使得Ni/Graphene更均匀的与Mg接触,利于发挥Ni的催化作用和石墨烯优异的导电导热性。化学法制备的Ni/Graphene原位还原出纳米晶Ni,有利于形成纳米级Mg2NiH4晶粒,促进复合物储氢性能的改善。     

Mg17Al12基储氢合金的表面复相改性

采用机械球磨法制备Mg17Al12合金,系统研究了球磨时间对Mg17Al12形成过程的影响;并以球磨12 h的Mg17Al12合金为基体,添加5%、10%（质量分数）的Ni、Cu单质,通过机械球磨对合金进行表面复相改性。采用P-C-T测试仪测定合金的储氢性能,研究添加不同质量分数的单质对Mg17Al12合金储氢性能的影响。结果表明：球磨12 h Mg17Al12的吸氢速率较慢,吸氢时间较长,需在1400 min达到最大吸氢量为4.1%（质量分数）,接近其理论吸氢量4.4%,Mg17Al12的吸放氢过程是可逆的。Cu对Mg17Al12进行表面复相改性,可以显著改善其吸氢动力学性能,添加5%Cu和10%Cu的合金在623 K,240 min的吸氢量分别为4.07%和3.9%。经过Cu和Ni复相改性后的Mg17Al12具有较好的放氢性能,添加5%Cu合金在553 K放出3%的氢气。Ni对Mg17Al12进行表面复相改性,对其性能有一定的提高,但是和Cu相比,并不明显     

球磨改性处理对Ti0．9Zr0．1Mn1．5合金相结构及储氢性能的影响

系统研究了Ti0．9Zr0．1Mn1．5储氢合金经不同时间（t=0min，10min，30min，60min）球磨改性处理后对其相结构及储氢性能的影响。结构分析表明，Ti0．9Zr0．1Mn1．5合金在球磨改性处理前后均由单一的六方结构的C14型Laves相组成；随着球磨时间的延长，合金粉的平均粒度减小，并出现了部分团聚现象。储氢性能测试表明，铸态合金经4次吸放氢循环后活化，室温最大吸氢量和有效放氢量分别为209．3ml／g和157．6ml／g，放氢率为75．3％；随着球磨时间的延长，合金的活化性能得到改善，室温最大吸氢量和有效放氢量均先升后降，且都在球磨30min时达到相应最高值231．4ml／g和203．8ml／g，放氢率达到88．1％。由此可见，适当的球磨改性处理能有效地改善Ti0．9Zr0．1Mn1．5合金的综合储氢性能。     

HCS+MM法制备镁基复合储氢材料结构及储氢性能

采用氢化燃烧合成法制备Mg95Ni5-x%TiFe0.8Mn0.2Zr0.05(x=0, 10, 20, 30)(质量分数)复合物,然后将氢化燃烧合成产物进行机械球磨得到镁基复合储氢材料。采用XRD、SEM、EDS及PCT研究材料的相结构、表面形貌、颗粒化学成分以及吸放氢性能。研究表明,添加30% TiFe0.8Mn0.2Zr0.05合金形成的复合物具有最佳的综合吸放氢性能：在373 K,50 s内基本达到饱和吸氢量4.11% (质量分数);在493和523 K,1800 s内放氢量分别为1.91%和4.3%;其起始放氢温度为420 K,与Mg95Ni5相比降低了20 K,吸放氢性能的改善与复合物的组织结构密切相关。此外,TiFe0.8Mn0.2Zr0.05的加入改善了复合物的放氢动力学性能     

La1．8Ca0．2Mg14Ni3＋x% Ti合金的微结构和储氢性能

研究了机械球磨La1.8Ca0.2Mg14Ni3＋x％Ti（质量分数，下同）（x=0，5，10）合金的微结构和储氢性能。气态吸放氢研究表明。加入钛粉球磨能有效提高合金的活化性能、储氢容量和吸放氢速率。铸态合金经过6次活化后，在613K时放氢量为4．12％（质量分数，下同）。加Ti球磨改性10h后，随着X增加，合金经过2次～3次循环基本完全活化。吸放氢性能也相应提高。Ti含量在x=0，5，10时合金在613K的放氢量分别为4．69％，4．80％，4．83％：当x=10时合金在373K的吸氢量达到3％以上，在600K经过2min就能达到4．81%（为最大吸氢量的97％）。微结构分析表明。具有表面催化活性的Ti粉与合金基体表面进行复合，并使合金发生部分非晶转变，能有效改善La1.8Ca0.2Mg14Ni3合金的储氢性能。     

Phase-structure and Hydrogen Storage Behaviors of Mg+10% Ni2P Composite Prepared by Reactive Ball-Milling

采用反应球磨法制备了Mg+10%Ni2P(质量分数,下同)新型复合物,对比研究了球磨复合物和球磨纯镁的相结构与储氢性能。研究表明:在纯Mg中添加10%的Ni2P进行复合球磨,可以明显提高其吸/放氢性能。此外,添加Ni2P球磨明显地改善了镁的循环放氢性能。复合物的晶粒尺寸随着球磨时间的增加而减小;添加Ni2P能有效地抑制Mg/MgH2在吸/放氢过程中产生团聚;在Mg中添加Ni2P球磨能降低体系的放氢反应温度。     

制备方法对La1．5Mg17Ni0．5储氢材料性能的影响

采用氢化燃烧法(HCS)和机械合金化(MA)合成了La1．5Mg17Ni0．5，通过对材料储氢性能的对比研究发现，MA法制备的合金性能优于HCS法。采用MA法制得的La1．5Mg17Ni0．5储氢合金活性高、储氢量大，523K时1min内吸氢量达到6．73％H，而且可在更低温度下吸氢(423K时储氢容量为4．92％H)，其氢化性能改善的原因可归结于MA制备的储氢材料纳米晶化和材料中大量晶体缺陷的存在。     

球磨改性处理对Ti46V44Fe10合金相结构和吸放氢性能的影响

研究了不同条件下机械球磨改性处理对Ti46V44Fe10储氢合金相结构和吸放氢性能的影响.X射线衍射及扫描电镜分析表明:Ti46V44Fe10铸态合金由单一的体心立方(BCC)结构的固溶体组成;经过1 h的干法球磨(未添加四氢呋喃THF)后,合金中出现了微量的α-Ti第二相,主相晶胞体积减小,合金颗粒明显减小并发生团聚;经过0.5、1、20 h的湿法球磨(添加THF)后,合金中分别出现了含量不等的α-Ti第二相,主相晶胞体积逐渐减小,颗粒尺寸明显减小.储氢性能测试表明:球磨改性处理能有效地改善合金的活化性能,活化次数由球磨前的4次降至球磨后的1～2次;短时间(0.5 h,1 h)湿磨还能改善Ti46V44Fe10合金的吸放氢容量;但1 h干磨和20 h湿磨则会明显降低合金的吸放氢容量.     

Mg-Ni-Ti19Cr50V22Mn9的结构及氢化动力学研究

采用机械合金化方法，将质量百分数为85Mg-5Ni-10Ti19Cr5oV22Mn9的复合材料在氢气保护气氛下球磨8h制备出复合储氢材料。用体积法测量了它在不同条件下的储氢性能，利用X射线衍射、显微镜技术和激光粒度分布仪考察了球磨时间对材料结构的影响，分析了氢化动力学与结构的相互关系。研究了材料在523K-573K的氢化反应动力学机理。结果表明，该复合材料在573K，20min内的吸放氢量分别为6．7％和6．6％。氢扩散为其限制性环节，吸放氢活化能分别为63kJ／mol和69kJ／mol。     

Mg_2Cu基储氢合金的表面复相改性

采用机械球磨法制备Mg2Cu合金,并以该合金为基础,添加质量分数为5%的单质(C、Co、Ni、Cu)或氧化物(Cr2O3、Fe3O4、TiO2、V2O5),通过机械球磨对合金进行表面复相改性。采用p—c—T测试仪测定合金的储氢性能,研究添加不同单质和氧化物对Mg2Cu合金储氢性能的影响。结果表明:在200℃和300℃下,添加C或Fe3O4能够有效提高Mg2Cu合金的活性,使其易与氢气反应,并缩短吸氢时间,增大吸氢量,改善放氢效果;在400℃下,添加Co、Ni、TiO2或Fe3O4能够有效缩短吸氢时间,改善合金的综合储氢性能。     

La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）合金的储氢性能及电化学性能研究

利用高频熔炼方法制备了La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）系列合金，并对其进行了XRD分析和储氢容量及电化学性能测定。结果表明：随着La含量增大，合金中LaNi5和（La，Mg）Ni3相转变为LaNi3相，且Mg2Ni相出现，晶胞体积也增大，合金的储氢容量和电化学性能提高；当x=1．5时，Mg2Ni相消失，合金的储氢性能有所下降。当x=1．0时，即La2MgNi9合金具有较好的储氢容量及电化学容量。     

Zr在Mg2Ni储氢合金中的作用

采用感应熔炼法制备了Mg2Ni1-xZrx(x=0、0.2、0.4)合金,研究了Zr的添加对Mg系储氢合金储氢性能的影响。对合金的成分和微观组织进行分析,结果表明,Zr较难融入到合金,但是Zr能使得合金晶粒得到细化,且合金中都有Mg2Ni相的形成,有利于吸氢反应的进行。利用PCT测试仪测定了合金的储氢性能,结果表明:添加Zr元素的添加能有效降低Mg2Ni的吸放氢温度,并能有效提高提高合金的吸氢量,最高吸氢量达到4.91wt%。     

放电等离子烧结技术制备La0．7Mg0．3Ni2．5Cox贮氢合金性能研究

用放电等离子烧结技术（SPS）制备La0．7Mg0．3Ni2．5Cox（x=O．1,0．2,0．3,0．4,0．5）贮氢合金。采用X射线衍射、三电极测试体系和交流阻抗法研究了合金的相结构、贮氢性能和电化学性能。结果表明：合金为多相结构,主相为（La,Mg）2Ni,和（La．Mg）Ni3相;该系列贮氢合金的贮氢容量随x值的增大先增后减,在x=0．4时贮氢容量达1．37％。最大放电容量为365．4mAh／g。合金的活化性能好（活化次数均为1次）,随着x值的增加,贮氢合金的放氢平台压力升高,合金电极表面电荷转移速率增大。     

稀土-镁-镍基贮氢电极合金的研究进展

具有超结构特征的稀土-镁-镍基贮氢合金作为新一代金属氢化物/镍(MH/Ni)电池负极材料,因其高的放电容量和好的倍率放电性能,是目前贮氢电极合金发展的重点材料之一。本文从材料相结构、贮氢特性和电化学性能之间的关系出发,综述了近年来国内外稀土-镁-镍基AB3型、A2B7型和A5B19型贮氢电极合金的研究进展,为开发兼具高容量和长寿命的新型稀土系贮氢电极合金提供有价值的参考。     

VFe合金取代TiCr1.8合金中部分Cr对其结构和储氢性能的影响

采用XRD、PCT和TG-DSC方法研究了VFe合金取代TiCr1.8合金中部分Cr对其结构与吸放氢性能的影响.结果表明:随VFe取代Cr的量的增加,合金的相组成逐步由Laves相转变为BCC相,而且BCC相的晶胞参数随合金中VFe含量的增加而增大;合金的最大储氢量随VFe含量的增加而升高,合金的最大储氢量可达到5.2/结构单元,质量比约3.4%;但合金的可逆储氢量却随合金中VFe含量的增加先升高后降低;氢在BCC相的TiCr1.2(VFe)0.6合金中有两种具有不同结合能的储存位置.     

金属储氢材料研究概况

综述了氢存储研究的重要性和国内外当前金属储氢材料的研究状况，对稀土系、Laves相系、镁系和钛系4大系列及金属配位氢化物系储氢材料当前的研究热点和存在问题进行了详细的介绍，并对未来金属储氢材料的研究工作进行了展望。金属储氢材料可用于电能、机械能、热能和化学能的转换和储存，具有广阔的应用前景。然而到目前为止，那些在室温下容易释放氢的金属氢化物，其可逆吸氢量不超过2％，无法满足实际要求。因此，新型储氢材料的开发任重而道远。     

（La0．8Nd0．2）2Mg（Ni0．8．xCo0．1Mn0．1Alx）9（x=0，0．05，0．1，0．15）合金储氢性能与电化学性能研究

采用磁悬浮熔炼方法制备（La0．8Nd0．2）2Mg（Ni0．8．xCo0．1Mn0．1Alx）9（x=0,0．05,0．1,0．15）系列合金,系统研究了Al替代Ni对合金相结构、储氢性能及电化学性能的影响。XRD分析表明,铸态合金分别由LaNi。相及LaNi。相组成;P—C-T测试显示随着Al替代量的增加,在相同温度下,合金的最大吸氢量先增加后减少;电化学测试表明,随着x增加,合金电极的最大放电容量逐渐降低,最大放电容量由x=0时的347mA·h／g逐渐下降到x=0．15时的263mA·h／g。     

纳米贮氢材料及其发展

将纳米技术与贮氢材料结合起来，可显著的改变材料的贮氢性能。本文综述了纳米贮氢材料的物理和化学特性及其研究进展，指出了存在的问题和发展方向。     

Study on Hydrogen in Mixed Gas Separated by Rare Earth Hydrogen Storage Alloys

采用中频感应炉在氩气保护下制备稀土镍系AB5型贮氢合金和La-Mg-Ni系AB3型贮氢合金。利用H2、N2和CH4配制的混合气体来模拟工业尾气,对利用稀土贮氢合金分离混合气体中氢气的纯度、合金抗杂质气体毒化及抗粉化性能进行研究。结果表明,稀土镍系AB5型合金由CaCu5型结构组成,AB3型La-Mg-Ni系合金为多相结构,由(La,Mg)Ni3、LaNi5以及LaNi2型相组成。在分离混合气体中氢气时,贮氢合金均受到杂质气体的毒化,导致吸氢速率降低,吸氢量减少。La-Mg-Ni系合金的抗粉化性能好于LaNi5及其多元化合金。综合考虑分离氢气的纯度、合金的抗毒化及抗粉化性能,认为LaNi3.7Mn0.4Al0.3Fe0.4Co0.2合金分离氢气的效果较好,氢气纯度可以达到90.7%。     

Effect of Ti content on the hydrogen storage properties of Zr_（1-x）Ti_xMn_2Ce_（0.015） alloys

The effect of Ti content on the hydrogen storage properties of Zr1-xTixMn2 Ce0.015(x = 0,0.2,0.3,0.5) alloys was studied by X-ray diffraction,scanning electron microscopy and pressure-composition(p-c) isotherm measurement.All of the alloys mainly consist of C14-type Laves and CeO2 phases.As the Ti content increases,the lattice parameters of the Laves phase decrease and the unit cell shrinks anisotropically,the total hydrogen absorption capacity decreases but the reversible hydrogen desorption capacity of the alloys increases,and the equilibrium pressure of the alloys increases but the plateau becomes sloping.The changes of hydrogen storage properties of Zr1-xTixMn2 Ce0.015 alloys are related to the differences in both atomic radius and hydrogen affinity between Ti and Zr elements.