Ni MOF对RE-Mg基储氢合金动力学性能的影响

通过化学方法制备了一种高比表面和多孔的Ni MOF,并通过X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)以及Sievert等体积方法系统地研究了不同含量的Ni MOF对Mg₉₀Ce₅Y₅合金储氢动力学的催化作用。结果表明，Ni MOF的添加大幅提高了Mg₉₀Ce₅Y₅的球磨效率，颗粒减小至其一半以下。此外，有效改善了合金的吸放氢动力学，降低合金的吸放氢活化能。当添加3%(质量分数)Ni MOF时，在3 MPa, 473 K下吸氢量达到最大值的90%仅需2 min; 573 K下完全放氢仅需30 min,是Mg₉₀Ce₅Y₅放氢速度的10倍，活化能减小至69.1 kJ/mol。然而，随着添加含量的增多，会降低复合材料的最大储氢容量。     

CeO2基固溶体对Mg2Ni合金储氢动力学性能的影响研究

采用水热法合成纳米Ce_1-x(Eu_0.5La_0.5)_xO₂及Ce_1-x(Fe_0.5La_0.5)_xO₂固溶体, 通过结构及光谱性能分析表征了掺杂效应。与纯CeO₂--相比, CeO₂基固溶体的晶胞参数变大, 紫外漫反射的吸收边发生移动, 拉曼光谱的F_2g特征振动峰向低波数方向移动。将掺杂固溶体作为添加剂与Mg₂Ni合金混合进行球磨处理, 对得到的复合材料进行结构及储氢动力学表征。XRD结果表明, 复合材料的纳米晶比例升高。储氢动力学测试结果表明, 固溶体添加剂使材料表面反应的可逆程度得到优化, Mg₂Ni合金体内的氢原子扩散速率及氢扩散系数也得到了提高。     

稀土Sm对Ti-Fe-Mn储氢合金动力学性能的影响

通过真空感应熔炼技术成功制备了铸态Ti₁Fe_0.8Mn_0.2Sm_x(x=0.02, 0.04, 0.06, 0.08)储氢合金，通过X射线衍射仪(XRD),描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)以及Sievert等体积方法系统地研究了掺杂Sm元素对合金的相组成、微观结构及吸放氢动力学性能的影响。结果表明，Sm元素的掺杂不仅能够促进TiFeH₂相的形成，同时也能抑制不吸氢相TiFe₂相的出现，这有利于提高合金的有效储氢容量。此外，Sm元素的掺杂能有效改善合金的活化性能，大幅度降低活化潜伏期，且可以同时改善了合金的吸放氢动力学性能，并有效降低合金吸放氢活化能。且当x=0.08时，其合金吸氢活化能为-6.8 kJ·mol^-1,放氢活化能为48.9 kJ·mol^-1。     

La0.5Y0.5Ni4.8Mn0.1Al0.1和La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2合金的储氢性能研究

针对两种新型稀土型储氢合金La0.5Y0.5Ni4.8Mn0.1Al0.1和La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2的储氢特性进行研究分析。实验表明,相同温度下,La0.5Y0.5Ni4.8Mn0.1Al0.1和La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2合金的PCT曲线基本重合,且都具有优良的吸氢动力学性能;相比之下,后者的滞后系数要小于前者,吸氢量较大,吸氢速率也较快,故其储氢性能较优。300次吸放氢循环实验结果表明,La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2合金的吸氢动力学性能虽然略有下降,但抗粉化性能较好。     

Al、Cr元素对Mg2Ni储氢合金的协同改性研究：（I）对组织结构的影响

采用烧结-机械球磨二步法制备了Mg2Ni（A2B）、Mg1.7Al0.3Ni、Mg2Ni0.8Cr0.2、Mg1.8Al0.2Ni0.8Cr0.2储氢合金材料，采用XRD和SEM研究了A侧取代元素舢和B侧取代元素Cr的加入对Mg2Ni储氢合金组织结构的影响。研究结果表明：Al、Cr元素的同时存在产生了协同改性作用，Cr元素的存在会抑制Al元素与Ni元素之间形成Al3Ni2非吸氢相，能促使Mg、Al、Ni反应形成Mg3AlNi2吸氢相；Al元素的存在会抑制Cr元素与Ni元素形成δ-[Cr，Ni]非吸氢相。     

Al的添加对Mg2Ni合金储氢性能的影响

采用两步法(球磨 烧结),制备了Mg2-xAlxNi(x=0、0.1、0.3)合金,研究了Al对Mg2Ni合金储氢性能的影响.XRD和SEM研究表明Al的加入使合金中产生了Mg3AlNi2新相.利用PCT测试仪测定了合金的储氢性能,结果表明:添加Al元素会降低合金的吸氢量,但能有效地提高放电容量和循环稳定性.制备出的Mg1.9Al0.1Ni和Mg1.7Al0.3Ni相比,前者具有较大的吸氢量,后者的放电容量较大,循环稳定性较好.     

A1、Cr元素对Mg2Ni储氢合金的协同改性研究：（Ⅱ）对电化学储氢性质的影响

采用烧结-机械球磨二步法制备了Mg2Ni、Mg1.7Al0.3Ni、Mg2Ni0.8Cr0.2、Mg0.8Al0.2Ni0.8Cr0.2储氢合金材料，研究了Al、Cr元素的加入对Mg2Ni储氢合金电化学储氢性质的影响。研究结果表明，适量Al元素的加入能改善储氢合金电极的电化学储氢性质，cr元素的加入能较好地改善循环稳定性，Al元素和cr元素同时加入会产生协同改性作用。认为Al、Cr元素协同改性作用的机理是：Cr元素的加入使得元素在合金化过程中避免形成A13Ni2非吸氢相，而形成Mg3A1Ni2吸氢相，因此储氢合金容量没有下降反而增加；A1元素能降低合金电极腐蚀的原因是形成了保护性表面氧化物Al2O3，Cr元素能大幅度提高合金电极吸傲氢循环稳定性的原因是由于cr原子半径比Ni原子半径大，发生取代后会引起晶格参数增大，增强了储氢合金抗粉化能力。     

La(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)O3钙钛矿高熵陶瓷粉体的制备及其电学性能

采用共沉淀法结合煅烧工艺制备La(Co_0.2Cr_0.2Fe_0.2Mn_0.2Ni_0.2)O₃钙钛矿结构高熵陶瓷粉体, 显著降低了材料的合成温度。采用不同手段对其进行物相及形貌表征, 研究结果表明, 当煅烧温度为800 ℃时, 样品已经形成钙钛矿结构, 但有少量第二相; 当煅烧温度为1000 ℃时, La(Co_0.2Cr_0.2Fe_0.2Mn_0.2Ni_0.2)O₃陶瓷粉体形成了纯钙钛矿结构。以La(Co_0.2Cr_0.2Fe_0.2Mn_0.2Ni_0.2)O₃为电极材料制成工作电极, 采用三电极体系对工作电极进行电学性能测试, 包括循环伏安(CV)及恒流充放电(GCD)测试, 结果显示该电极材料在1 A/g电流密度下具有154.8 F/g的比容量;当电流密度增大到10 A/g时, 该电极材料仍然能保持初始比容量的47%(73 F/g), 说明La(Co_0.2Cr_0.2Fe_0.2Mn_0.2Ni_0.2)O₃高熵陶瓷具有较好的倍率性能。     

退火温度对无镁La-Y-Ni系A2B7型合金相结构和电化学性能的影响

用XRD、SEM、EDS和电化学测试方法研究了退火温度对A₂B₇型La_0.33Y_0.67Ni_3.25Mn_0.15Al_0.1储氢合金微观组织和电化学性能的影响规律。结果表明, 合金铸态组织由2H-Ce₂Ni₇、3R-Gd₂Co₇、CaCu₅和3R-Ce₅Co₁₉型相组成; 随退火温度(850~950℃)升高, Ce₂Ni₇型主相丰度和晶胞体积逐渐增加, 至950℃退火后, CaCu₅和Gd₂Co₇型相基本消失, 主相Ce₂Ni₇型相丰度和晶胞体积均达到最大值; 退火温度≥950℃时, Ce₂Ni₇型和Ce₅Co₁₉型相丰度分别又有所减少和增加。950℃退火合金具有较低的放氢平台压(1.92~8.70 kPa)和较高的电化学放电容量(371 mAh/g), 经100次充放电循环后其容量保持率S₁₀₀达到89%。退火合金电极的HRD性能均得到不同程度的提高, 其中950℃退火合金具有最佳的大电流放电性能(HRD₉₀₀=83.4%)。氢在合金中的扩散是影响其高倍率放电性能的控制因素。     

Sb掺杂O3型Na0.9Ni0.5Mn0.3Ti0.2O2钠离子电池正极材料

提高钠离子电池正极材料的循环稳定性和比容量是实现其广泛应用的关键,基于引入特定杂元素可优化正极材料结构稳定性和比容量的策略,本研究采用便捷的固相反应法制备O3-Na_0.9Ni_0.5Mn_0.3Ti_0.2O₂(NMTSb_x, x=0,0.02, 0.04, 0.06)系列层状氧化物正极材料,对比研究了Sb掺杂对Na_0.9Ni_0.5Mn_0.3Ti_0.2O₂正极材料储钠性能的影响。测试结果表明,引入Sb后过渡金属层中氧原子之间的静电斥力减小,晶格间距扩大,有利于Na⁺的脱嵌。且掺杂Sb所造成的强电子离域降低了整个系统的能量,获得了更有利于循环充放电的稳定性结构。在2.0～4.2 V测试范围下,未掺杂的NMTSb₀在1C(240mA·g^-1)倍率下初始放电比容量为122.8mAh·g^...     

A2B7型La0.3Y0.7Ni3.4–xMnxAl0.1储氢合金微观结构和电化学性能研究

采用真空电弧熔炼和均匀化退火制备La0.3Y0.7Ni3.4-xMnxAl0.1(x=0~0.5)储氢合金,采用不同方法系统研究了Mn元素对合金微观结构、储氢和电化学性能的影响规律和作用。结果表明,退火合金微观组织与Mn含量关系密切,提高Mn含量有利于合金组织形成Ce2Ni7型相,当x≥0.3时,合金形成Ce2Ni7型结构单相组织。随Mn含量增加, Ce2Ni7型主相晶胞参数a、c及晶胞体积V均依次增大,导致合金吸氢平台压从0.079 MPa降至0.017 MPa,储氢量达到1.268wt%~1.367wt%。添加Mn元素能显著改善合金的电化学性能,x=0.1的合金电极的放电容量最高(390.4 mAh·g^-1);x=0.15和0.5的合金电极的容量保持率S100分别为86.1%和88.5%,具有较好的循环稳定性。上述合金电极的高倍率放电性能HRD900为71.53%~87.73%。分析结果表明,合金电极反应动力学过程由电极/溶液界面的电子转移与体相中的氢原子扩散共同控制。     

新型氨基储氢材料CaCl2的性能研究

研究了工作温度、起始氨压和球磨处理对无水CaCl₂的吸放氨性能的影响. 结果发现, 球磨2h样品在温度20℃和氨压0.55MPa的条件下, 15min内即可完全氨化, 形成CaCl₂(NH₃)₈, 其吸氨量可达55.1wt%, 相当于储氢量9.72wt%. CaCl₂(NH₃)₈在20～300℃的范围内可通过三步反应实现完全脱氨, 脱氨反应受温度和压力控制, 其中6个NH₃分子在常温、常压下即可脱附. 如果与NH₃分解催化剂联用, 可能是一种较好的以NH₃为介质的高容量储氢材料. 进一步研究表明, 较高的工作温度和起始氨压可以提高CaCl₂的吸氨动力学性能, 而球磨时间的增加可以显著降低其放氨工作温度, 提高其放氨动力学性能.     

B和C对Li-N-H络合氢化物储氢性能的影响

利用机械合金化方法制备了Li-N-H络合氢化物,并研究B、C作为催化剂对其储氢性能的影响. 结果表明：LiNH₂、Li₂NH为Li-N-H络合氢化物的主要储氢相,随B的加入,储氢相的非晶化程度提高. 虽然B、C的添加均使储氢量下降,但n(B)∶n(C)=1∶2的混合添加提高了有效储氢量,同时也提高吸放氢动力学性能;B的添加可有效降低可逆吸放氢温度,适当增加球磨时间,有利于提高可逆吸放氢量.     

Dielectric Properties of Ba0.6Sr0.4TiO3-La(B0.5Ti0.5)O3 (B=Mg, Zn) Ceramics

Ba_0.6Sr_0.4TiO₃-La(B_0.5Ti_0.5)O₃ (B = Mg, Zn) ceramics were prepared by a solid-state reaction method, and their microwave dielectric characteristics and tunability were investigated. The ferroelectric-dielectric solid solutions with cubic perovskite structures were obtained for compositions of 10 to 60 mol% La(Mg_0.5Ti_0.5)O₃ and 10 to 50 mol% La(Zn_0.5Ti_0.5)O₃. With the increase of linear oxide dielectric content, the dielectric constant and tunability were decreased and Qf was increased. Ba_0.6Sr_0.4TiO₃-La(Mg_0.5Ti_0.5)O₃ has better dielectric properties than Ba_0.6Sr_0.4TiO₃-La(Zn_0.5Ti_0.5)O₃. 0.9Ba_0.6Sr_0.4TiO₃-0.1La(Mg_0.5Ti_0.5)O₃ has a dielectric constant ε = 338.2, Qf = 979 GHz and a tunability of was 3.7% at 100 kHz under 1.67 kV/mm. The Qf value of 0.5Ba_0.6Sr_0.4TiO₃- 0.5La(Mg_0.5Ti_0.5)O₃ reached 9367 GHz, but the tunable properties were lost.     

新型稀土镁基贮氢电极合金的结构与性能

系统研究了La0．7Mg0．3(Ni0．85Co0.15)x(x=2．5，3．0，3．5，4．0，4．5，5．0)贮氢电极合金的结构和储氢性能．该类型合金由(La，Mg)Ni3相(PuNi3型结构)和LaNi5相(CaCu5型结构)组成，两相的a轴参数和晶胞体积都随着x值的增大而减小．(La，Mg)Ni3相的丰度先从x=2．5时的48．4％增加到x=3．5时的78．2％，然后又减小到x=5．0时的12．2％，而LaNi5相的丰度在x=2．5-3．5时基本保持不变(-20％)，在x=4．0时突然增加到71.9％．合金的吸氢量从x=2．5时的0．86％(质量分数)增加到x=3．5时的1．50％然后又减小到x=5．0时的1．19％．合金的放氢平台压力在x=2．5-3．5时保持基本不变(-65．9kPa)，然后逐渐增加到x=5．0时的0．30MPa．随着x的增加，吸放氢过程的滞后效应先增大后减小，而合金的放氢平台变得更加平坦．     

Comparison of hydrogen storage characteristics between as-cast and melt-spun TiCr1.1V0.5Fe0.1Mn0.1 alloys

Hydrogen storage characteristics of as-cast and melt-spun TiCr_1.1V_0.5Fe_0.1Mn_0.1 alloys were investigated by pressure–composition–temperature (PCT) tests, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). XRD showed that both the as-cast and the melt-spun alloys were similarly consisted of V based BCC phase and Ti_1.07Cr_1.93 phase. However, PCT tests showed that the melt-spun alloy, with larger hysteresis between hydrogen absorption and desorption, had higher hydrogen storage capacity than the as-cast alloy. More interestingly, the phase compositions of the two fully hydrogenated alloys were entirely different. The as-cast and the melt-spun alloys should have different atomic motion mechanisms during the course of hydrogenation.     

The reaction of hydrogen with Mg-Cd alloys prepared by mechanical alloying

In this paper, we present the hydrogen storage properties of Mg-Cd alloys prepared by ball milling. Mechanical alloying of a mixture of Mg and Cd elemental powders containing up to 20 at.%Cd leads to a magnesium solid solution. The lattice spacings of the hcp Mg phase shrink with dissolution of cadmium atoms in Mg. The mechanically alloyed pure Mg-Cd alloys are very difficult to activate for hydrogen absorption. However, if vanadium and graphite additives are added, a Mg(Cd)-V-C nanocomposite forms after ball milling and the activation then becomes very easy. The hydrogen absorption/desorption kinetics are very fast. The plateau pressure and slope of hydrogen absorption/desorption increase, while the hydrogen storage capacity decreases with increasing cadmium content.     

球磨CeMg12+100%Ni合金热力学及电化学贮氢性能

用球磨工艺制备CeMg12+100%Ni电极合金,研究了球磨工艺对合金结构及电化学性能的影响。结果表明球磨CeMg12+100%Ni合金具有非晶纳米晶结构,由Mg2Ni相以及Ni相组成,其含量随球磨时间的延长而增加,这在一定程度上改善了合金的电化学放电性能。球磨非晶纳米晶具有较好的结构稳定性,在吸氢后形成的氢化物相仍保持非晶纳米晶尺度,这有利于降低氢化物的热稳定性,改善电化学放电性能。