镁基储氢合金制备技术的研究进展

镁基储氢合金以其储氢容量高、质量轻、资源丰富等一系列优点,成为目前很有发展前景的储氢合金材料之一。综述了镁基储氢合金制备工艺的研究进展,对高温熔炼法、机械合金化法、扩散法和电沉积法这4种镁基储氢合金的制备方法进行了概述,并对镁基储氢合金性能的改善方法进行了简略总结。通过对比各制备方法之间的区别及特点,对镁基储氢合金制备方法的发展方向进行了分析与展望。     

Mg2Ni系储氢合金的制备及其性能研究

采用感应熔炼法制备出两种镁基储氢合金,即Mg2Ni和Mg2Ni0.9Zr0.1;对两种合金进行扩散退火处理,并对退火处理前后的金相显微组织进行了比较研究;最后对这两种合金进行了X射线衍射实验和吸放氢性能测试实验.研究结果表明该方法制备出的镁基储氢合金活化性能优良;扩散退火能显著改善镁基储氢合金的显微组织和储氢性能.     

机械合金化法制备镁基储氢合金的研究进展

机械合金化法是制备镁基储氢合金的较佳工艺。对近年来机械合金化法制备镁基储氢合金的研究开发,特别是在多元合金化、复合储氢合金等方面的发展进行了系统阐述。总结认为,机械合金化法可以显著改善镁基储氢合金的动力学性能和电化学性能,提高储氢量。未来镁基储氢合金应向复合材料、新方法与机械合金化法相结合、材料的计算机设计等方面发展。     

机械合金化制备镁系储氢材料的研究进展

机械合金化法是新近发展起来的制备镁系储氢材料的较佳工艺.综述了国内外采用该法制备镁系储氢材料的研究进展情况,报道了机械合金化法制备MgH4、Mg2Ni、多元镁基储氢合金、非晶态镁系储氢合金及纳米复合镁系储氢材料的最新研究成果,总结认为,机械合金化可以显著改善镁系储氢材料的动力学性能和电化学性能,提高储氢量.     

镁基储氢材料的研究进展与发展趋势

对近年来镁基储氢材料的研究开发概况、制备技术以及应用研究等方面进行了系统阐述,分析了影响镁基储氢材料储氢性能的主要因素,总结了采用机械合金化法、储氢合金组元部分替代、添加催化剂制成复合材料及表面改性等方法可以有效改善储氢性能,并对镁基储氢材料研究中存在的问题以及今后的发展方向进行了探讨与展望.     

镁基Mg2Ni储氢合金的制备及其性能改善研究进展

镁基Mg_2Ni储氢合金由于具有理论储氢容量高、资源丰富、价格廉价、质量轻等突出优点而备受关注。然而,该类合金因制备困难、吸放氢动力学性能差,实际应用受到了极大的限制。对近几十年来镁基Mg_2Ni储氢合金的制备和性能改善方面的研究进行了系统综述。在此基础上,指出了该类合金存在的问题及今后的发展方向。     

纳米晶及非晶镁基贮氢合金薄膜的研究进展

镁基储氢材料是应用前景非常广阔的一类储氢材料,具有储氢量大、环境友好、成本低等优点,而镁基储氢薄膜材料是镁氢薄膜电池的重要基础。本文综述了纳米晶或非晶合金镁基贮氢合金薄膜的制备工艺、电极应用和电化学稳定性等几个方面的国内外研究概况。指出了镁基储氢合金薄膜材料研究目前存在的问题及研究趋势。     

镁基复合储氢材料的研究进展

金属镁具有储氢密度大、价格低廉、资源丰富等优点,是当前最有发展前景的储氢材料之一,但其动力学性能差,需要高温才能吸收和放出氢气.为了改善其储氢性能,除制备镁基合金外,利用机械球磨法制备镁基复合储氢材料也得到了广泛研究.对目前制备的镁基复合储氢材料进行了分类,并分别介绍了各类的研究进展.     

镁基储氢材料研究现状

从镁基储氢材料体系、制备方法及其应用研究等方面对该类材料进行了综述,归纳分析了影响镁基储氢材料吸放氢性能的因素,明确了镁基储氢材料未来的研究方向。     

专利信息

储氢合金/碳纳米管复合储氢材料公告号 1259584申请人 南开大学文 摘 本发明涉及复合储氢材料,特别是储氢合金/碳纳米管复合储氢材料的制造,它包括储氢合金和碳纳米管,其中储氢合金的重量含量范围为1～90％,采用催化裂解或机械复合方法制备;所述的储氢合金是稀土镍系AB5型、锆基或钛基或稀土镍基Laves相系AB2型、钛镍系或钛铁系AB型、镁基合金A2B型、或者非晶合金的任一种或两种以上的二元或多元储氢合金;本发明提供了一种新型高容量复合储氢材料,其性能稳定,应用广泛。     

Development of Mg-based Hydrogen Storage Alloy

［1］S.S.Sai Raman and O.N.Srivastava:J. Alloy and Compd. 1996, 241, 167. ［2］S.R.Ovshinsky and M.A.Fetcenko: J. Russ. Sci., 1993,260, 176. ［3］J.Chen, D.H.Bradhurst, S.X.Dou and H.K.Liu: J.Mater. Sci., 1998, 33, 4671. ［4］J.J.Reilly and R.H.Wiswall: Inorg. Chem., 1968, 7,2254. ［5］M.Y.Song: Int. J. Hydrogen Energy, 1995, 20, 221. ［6］Y.Q.Lei, Y.M.Wu, Q.M.Yang, J.Wu and Q.D.Wang:Z. Phys. Chem., 1994, 183, 379. ［7］S.G.Zhang,K.Yorimitsu,S.Nohara,T.Morikawa,H.Inoue and C.Iwakura: J. Alloy and Compd., 1998,270, 123. ［8］C.Iwakura, S.Hazui and H.Inoue: Electrochem. Acta,1996, 41, 471. ［9］P.Zollliker and K.Yvon: J. Less-Common Metals,1986, 115, 65. ［10］S.Mattsaff and D.Noreus: Int. J. Hydrogen Energy,1987, 12(5), 333. ［11］Z.Gavra, M.H.Mintz, G.Kimmel and Z.Hadari: Inorg.Chem., 1979, 18(12), 3595. ［12］D.Noreus and P.E.Werner: J. Less-Common Metals,1984, 97, 215. ［13］L.Zaluski, A.Zaluska and J.O.Strom-Olsen: J. Alloys and Compds., 1995, 217, 245. ［14］E.Akiba, K.Nomura, S.Ono and Y.Mizano: J. Less Common Metal, 1982, 83, L43. ［15］V.Giither and A.Otto: J. Alloy and Compd., 1999,293-295, 889. ［16］Y.Takahashi, H.Yukawa and M.Morinaga: J. Alloy and Compd., 1996, 242, 98. ［17］T.Kohno and M.Kanda: J. Electrochem. Soc., 1997,144(7), 2384. ［18］W.H.Liu, H.Q.Wu, Y.Q.Lei, Q.D.Wang and J.Wu: J.Alloy and Compd., 1997, 261, 289. ［19］S.Orimo, K.Ikeda, H.Fujii and K.Yamamoto: J. Alloy and Compd., 1997, 260, 143. ［20］T.Kohno, S.Tsuruta and M.Kanda: J. Electrochem.Soc., 1996, 143(9), L198. ［21］S.Nohara,N.Fajita,S.G.Zhang,H.Inoue and C.Iwakura: J. Alloy and Compd., 1998, 267, 76. ［22］H.Fujii, S.Orimo and K.Ikeda: J. Alloy and Compd.,1997, 253-254, 80. ［23］S.Orimo, H.Fujii and K.Ikeda: Acta Mater., 1997, 45,331. ［24］S.Orimo and H.Fujii: J. Alloy and Compd., 1996, 232,L16. ［25］S.R.Ovshinsky and U.S.Patent: Appl-No.436, 673,May 8, 1995. ［26］C.Iwakura, H.Inoue, S.G.Zhang and S.Nohara: J. Alloy and Compd., 1998, 270, 142. ［27］T.Sakai, A.Yaasa, H.Ishikawa, H.Miyamura and N.Kuriyama: J. Less-Common Metals, 1991, 172-174, 1194. ［28］M.Matsuoka, K.Asai, Y.Fukumoto and C.Iwakura: J.Alloy and Compd., 1993, 192, 149. ［29］M.M.Geng: J. Alloy and Compd., 1995, 217, 90. ［30］T.Akiyama, T.Tazaki, R.Takahashi and J.Yagi: J. Alloy and Compd., 1996, 233, 171. ［31］J.L.Luo and N.Cui: J. Alloy and Compd., 1998, 264,299. ［32］H.Nagai, H.Tomizawa, T.Ogasawara and K.Shoji: J.Less-Common Metals, 1990, 157, 15. ［33］P. Mandal and O.N.Srivastava: J. Alloy and Compd.,1994, 205, 111. ［34］S.S.Sai Painan and O.N.Srivastava:J. Alloy and Compd., 1996, 241, 167. ［35］N.Cui, B.Luan, H.J.Zhao, H.K.Liu and S.X.Dou: J.Alloy and Compd., 1996, 240, 229. ［36］H.T.Yuan, H.B.Yang,Z.X.Zhou,D.Y.Song and Y.S.Zhang: J. Alloy and Compd., 1997, 260, 256. ［37］H.Imamura, N.Sakasai and T.Fujinaga: J. Alloy and Compd., 1997, 253-254, 34. ［38］R.B.Schwarz: MRS Bulletin, 1999, 24(11), 49.     

氢化燃烧合成Mg2NiH4产物高活性特征及分析

氢化燃烧合成法(HCS法)是镁基储氢合金制备的新方法,具有省能、省时、产物高活性等显著优点,近年来引起了国内外广泛关注.本文通过XRD、SEM和PCT等手段研究了氢化燃烧合成Mg2NiH4产物高活性的特征,并从物相组成、颗粒特性和氢化反应等方面揭示了HCS产物高活性的机理.结果表明,氢化燃烧合成Mg2NiH4产物在没有任何活化处理的前提下,第一次吸氢就能达到饱和吸氢量,且在不同温度下均具有比传统熔炼法产物Mg2Ni高的氢化活性;纯的物相组成、多孔的颗粒特性、大量微裂纹的存在和小的晶粒尺寸是其高活性的内在原因.本研究对控制HCS产物的微结构并进一步改善其储氢性能具有重要意义.     

Mg-Ni系储氢合金元素取代改性的研究进展

综述了对Mg-Ni系储氢合金进行元素取代改性的最新研究进展,分析了Mg-Ni系储氢合金A、B两侧元素的构成,并分别按Mg-Ni系中A、B两侧元素的性质,讨论了这些元素部分取代A2B型Mg2Ni和AB型MgNi合金中的Mg和Ni对Mg-Ni系合金储氢性能的影响。对近年来研究的多元Mg基储氢合金的充放氢性能和电化学性能进行了系统的阐述,总结了取代元素在降低Mg-Ni系储氢合金的氢化物生成热和放氢温度、提高合金电极循环寿命时的作用。     

第四组元对机械合金化MgNiCu合金贮氢性能的影响

采用机械合金化方法由Ｍｇ，Ｎｉ和Ｃｕ单质粉末以及添加第四组元粉末按选定比例合成ＭｇＮｉＣｕ和ＭｇＮｉＣｕ－Ｍ５％贮氢材料，着重研究了分别添加不同的第四组元Ａｌ，Ｍｎ，Ｔｉ元素对不同球磨时间后ＭｇＮｉＣｕ合金贮氢性能的影响。结果表明，添加第四组元都不同程度地改善了ＭｇＮｉＣｕ俣金的初始活化条件；添加Ｍｎ能降低ＭｇＮｉＣｕ合金的吸放氢平台，显著改善其吸放氢动力学性质；添加Ｔｉ提高了ＭｇＮｉＣｕ合金的最     

快淬纳米晶Mg_2Ni型合金的贮氢性能

为了改善Mg2Ni合金的贮氢性能,用Cu部分替代合金中的Ni,用快淬工艺制备了纳米晶Mg2Ni型Mg20Ni10-xCux(x=0、1、2、3、4)合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能;用程控电池测试仪测试了合金电极的电化学贮氢性能。结果表明,所有的快淬态合金具有纳米晶结构,Cu替代Ni及快淬处理没有改变合金的Mg2Ni型主相。合金的吸放氢容量及动力学随淬速的增加而增加。此外,快淬处理显著地提高了合金的电化学贮氢容量,但使循环稳定性下降。     

FeTi系贮氢合金的研究进展

ＦｅＴｉ系贮氢合金是一类重要的贮氢材料,作为贮氢介质具有贮氢量大、价格便宜等优点,但活化性能和抗中毒性能较差。本文详细综述了ＦｅＴｉ系贮氢合金的氢化性能、活化机理以及改性处理等方面的内容。     

Hydrogen storage capacity of submicron magnesium–nickel alloys

Magnesium–nickel alloys with nickel concentrations from 0 to 60 at% were prepared by three methods: inert gas condensation of sputtered nanocrystalline powder, cosputtering of amorphous thin films and ball milling. Of the three methods, ball milling yields the best hydrogen storage properties in terms of hydrogen capacity, hydriding/dehydriding rates, and activation requirements. In addition, these characteristics are achieved in magnesium with only very small nickel concentrations, on the order of a few atomic per cent. This revised version was published online in November 2006 with corrections to the Cover Date.     

镁基复合材料(Mg-Ni-MO)的储氢性能

在充氢气条件下，用机械球磨的方法合成了（RMA）镁基纳米复合材料Mg-3Ni-2MO(质量分数，％）（MO－过渡金属氧化合：Cr2O3,MnO2,V2O5,NiO,ZnO)。研究了材料的吸氢和放氢性能，在吸放氢过程中温度的变化规律，特别是在吸氢过程中产生的引燃现象。研究了材料的组成和球磨时间对吸放氢性能的影响。结果表明，含有过渡金属氧化物的镁基纳米复合物都具有较好的吸放氢动力学性能和较低的放氢温度。     

镁基储氢合金氢化物Mg2NiH4的制备及性能研究

以不经压制的Mg、Ni混合粉末为原料,利用氢化燃烧合成法在合成温度850 K和1.8 MPa初始合成氢压下制备了镁基储氢合金氢化物Mg2NiH4,并利用XRD及PCT仪分析了其物相组成和储氢性能.研究表明,产物由单一物相Mg2NiH4组成,无未反应的Ni和不完全氢化的Mg2NiH0.3;相对于传统熔炼法制备的Mg2Ni,氢化燃烧合成产物具有更高的氢化活性,在没有任何活化处理的前提下,第一次吸氢就能以很快的速度达到饱和吸氢量,同时在任何吸氢温度下均具有较好的吸氢动力学性能,且随温度的降低,最大吸氢量降低幅度较小,平台压和吸放氢温度的关系为:lgP(0.1 MPa)=-3 187.6/ T 6.362 4(吸氢),lgP(0.1 MPa)=-3 468.4/T 6.694 3(放氢).