Mg基贮氢合金性能的改进

Ag掺杂的机械合金化Mg2Ni粉末吸氢性能的改进 贮氢合金可划分为AB型、AB2、A2B和AB5型四大类，在为数众多的合金之中以A2B型Mg2Ni金属间化物具有最高的吸氢能力（吸氢容量高达3．6％（质量）），作为贮氢材料是很有发展前途的。但是它的低吸氢／脱氢速度而限制了它的实际应用。机械合金化能够成功地制备金属氢化物，对原料进行机械研磨不仅能使其粒度减小并且能引入缺陷浓度和增加新鲜表面，从而改进吸氢性能。在机械合金化过程中添加Al、Ti、Zr等元素产生晶格应变也可改进合金的贮氢性能。     

机械合金化对Mg_2Ni相形成的影响

用两步法 (即由机械合金化和压制烧结两个步骤组成 )制备了Mg2 Ni合金。实验证明 :混合粉经机械合金化后 ,晶粒细化 ,增加了固态扩散的能力 ,有利于固相反应进行 ,使Mg2 Ni产率明显提高。不同温度烧结处理的结果表明 :烧结温度是影响Mg2 Ni相形成的重要因素 ,烧结温度达到 843K ,Mg Ni粉基本能完全转变为Mg2 Ni相。     

掺Pd改性纳米晶Mg2Ni吸放氢氘特性研究

采用机械合金化法制备了Mg2Ni-1．0％Pd（质量分数，下同）合金粉末，用XRD及AFM等分析表征了球磨20h后粉末的相结构和微观形貌，测定了Mg2Ni-1．0％Pd合金吸放氢氘的P-C-T曲线和动力学曲线。结果表明，机械合金化制备的Mg2Ni-1．0％Pd合金粉末粒度在10nm～50nm之间；同熔炼法制备的Mg2Ni合金相比，纳米Mg2Ni-1．0%Pd合金吸氢时的焓变值减小，放氢时焓变值增大，可逆贮氢容量为1．06（H／M,原子比，下同）；与吸放氢相比，在相同温度下合金吸放氘的坪台压升高，焓变值减小，具有显著的同位素效应。纳米Mg2Ni-1．0％Pd合金的吸氢速率和吸氘速率与温度的关系在573K附近发生变化。     

B对Mg76-xTi12Fe8Ni4Bx (x=0, 1, 2, 3, 4)合金储氢性能的影响

利用机械合金化方法制备了Mg76-xTi12FesNi4Bx(x=0,1,2,3,4)合金并对其储氢性能进行了系统的研究.在Mg76-xTi12FesNi4Bx(x=0,1,2,3,4)合金中,Mg2Ni和NiTi是主要的合金相.B的加入使合金的非晶化程度提高,也降低了合金的吸放氢温度和滞后效应,但吸放氢平台有所上升,合金的吸氢量以及吸放氢速率均有下降.     

储氢电池用新型镁基合金的制备与性能研究

采用机械合金化方法制备了储氢电池用新型镁基合金Mg-8Ca-5Si-3V-0.3Cr,并进行了XRD、SEM、吸放氢性能、充放电循环性能和耐腐蚀性能的测试。结果表明,该合金为非晶合金,能在室温吸放氢,最大吸氢量为3.962%,放氢平台压力约为0.5 MPa;与熔炼法制备的Mg2Ni镁基储氢合金相比,该合金经20次充放电循环后放电容量衰减率从99.6%减小至20.6%,腐蚀电位正移313m V。     

机械合金化对Mg2Ni相形成的影响

用两步法（即由机械合金化和压制烧结两个步骤组成）制备了Mg2Ni合金,实验证明：混合粉经机械台金化后,晶粒细化,增加了固态扩散的能力,有利于固相反应进行,使Mg2Ni产率明显提高,不同温度烧结处理的结果表明：烧结温度是影响Mg2Ni相形成的重要因素,烧结温度达到843K,Mg-Ni粉基本能完全转变为Mg2Ni相。     

镁基贮氢合金的制备

综述了镁基贮氢合金制备方法的研究进展，对熔炼法、机械合金化法、扩散法、氢化燃烧法、表面处理等几种主要制备镁基贮氢合金的方法的制备过程、影响因素、特点、优缺点等作了阐述，并论述了目前国内外采用不同制备方法所制得的部分镁基贮氢合金的充放氢性能和电化学性能。     

Mg2Ni型合金与AB5型稀土储氢合金纳米复合对电极性能的影响

对由两步法 (由机械合金化和烧结两个步骤组成 )制备的Mg2 Ni型储氢合金进行高能球磨处理 ,然后对球磨后的Mg2 Ni合金粉进行化学镀及与AB5型合金进行复合等处理。利用X射线衍射 (XRD)、扫描电镜(SEM)分析了经过处理的材料的微观结构 ,并用模拟电池法测定了该材料的电极性能 ,并讨论了化学镀和与AB5型储氢合金复合等因素对Mg2 Ni合金电极特性的影响     

Mg_2Ni储氢合金制备技术研究进展

对近年来国内外Mg2Ni储氢合金的研究进行了回顾,重点对熔炼法、熔体快淬法、机械合金化法、氢化燃烧法以及烧结法等制备工艺对储氢合金相组成和形貌以及电化学性能的影响进行简要评述,并对未来该领域的研究作了展望。     

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。     

Mg_(50)Ni_(50-x)Ti_x合金的吸放氢性能

研究了Mg50 Ni50 -xTix 合金的非晶形成能力与非晶合金电极的吸放氢性能。结果表明 :在Mg50 Ni50 -xTix合金中 ,当Ti替代Ni元素的量低于 1 5% (摩尔分数 )时 ,机械合金化能够得到几乎单一的非晶态合金 ;用Ti替代Ni形成的三元非晶合金能降低镁镍合金的平衡氢压 ;少量的Ti替代能改善合金的电化学吸放氢容量 ,使合金电极的吸放氢循环稳定性得到提高。这被认为是在三元合金中钛元素减缓了合金中镁元素的氧化腐蚀进程所致。     

Electrochemical hydriding performance of Mg–TM–Mm (TM=transition metals,Mm=mischmetal) alloys for hydrogen storage

Eighteen as-cast binary Mg–Ni, Mg–Mm and ternary Mg–Ni–Mm and Mg–Ni–TM (TM=transition metals (Cu, Zn, Mn and Co); Mm = mischmetal containing Ce, La, Nd and Pr) alloys were hydrided by an electrochemical process to determine the alloys with the most potential for electrochemical hydrogen storage. The alloys were hydrided in a 6 mol/L KOH solution at 80 °C for 480 min and at 100 A/m². To assess the electrochemical hydriding performance of alloys, maximum hydrogen concentrations, hydrogen penetration depths and total mass of absorbed hydrogen in the alloys were measured by glow discharge spectrometry. In addition, the structures and phase compositions of the alloys both before and after hydriding were studied by optical and scanning electron microscopy, energy dispersive spectrometry and X-ray diffraction. It was determined that the highest total amount of hydrogen was absorbed by the Mg–25Ni–12Mm and Mg–26Ni (mass fraction, %) alloys. The maximum hydrogen concentrations in the Mg–25Ni–12Mm and Mg–26Ni alloys were 1.0% and 1.6%, respectively. The main hydriding product was the binary MgH₂ hydride, and the ternary Mg₂NiH₄ hydride was also detected in the Mg–25Ni–12Mm alloy. The electrochemical hydriding parameters achieved are discussed in relation to the structures of alloys, alloying elements and hydriding mechanisms.     

含Sc镁镍储氢合金的电化学性能

采用机械合金化方法制备Mg1-xScxNi(x=0,0.01)系列储氢合金.XRD结构分析表明,该系列合金为非晶态合金.XPS分析结果表明,加入微量Sc可以有效地抑制合金表面的氧化程度和提高合金表面Ni与Mg的原子个数比.电化学测试结果表明,微量Sc改善了合金电极的电化学性能,Mg0.99Sc0.01Ni合金电极的放电容量、容量保持率S10、高倍率放电能力HRD200、交换电流密度I0和极限电流密度,IL分别较MgNi合金电极提高10.5%、14.7%、30.4%、202.7%和77.8%.     

La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.8)Co_(0.5-x)Fe_x系列合金的制备及其储氢性能

在制备La-Ni-Co-Fe中间合金的基础上,采用机械合金化方法制备La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5-xFex(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列储氢合金,研究在不同球磨时间下储氢合金的物相、微观形貌和电化学性能及元素置换对其储氢性能的影响。结果表明:La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金的主相为LaNi5相,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5-xFex系列储氢合金球磨40 h和80 h后,主相为LaNi5相和少量LaMg2Ni9相;且随着球磨时间的增加,合金晶粒变细小,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金的最大放电容量呈变大的趋势,从142.4 mA.h/g增加到157.5 mA.h/g,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.2Fe0.3合金的最大放电容量从150.7mA.h/g增加到162.1mA.h/g,合金具有较好的循环稳定性能。     

快淬纳米晶和非晶Mg_(20)Ni_(10-x)Co_x(x=0～4)合金的贮氢性能(英文)EI北大核心CSCD

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢性能,采用Co部分替代合金中的Ni以及快淬工艺制备了纳米晶和非晶态Mg20Ni10-xCox(x=0,1,2,3,4)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,并测试了合金的气态吸/放氢动力学及电化学贮氢性能。结果表明,在快淬无Co合金中没有形成非晶相,但快淬含Co合金中形成一定量的非晶相。Co替代Ni及快淬处理显著地改善了合金的气态吸放氢性能。同时,Co替代Ni也显著地提高了快淬态合金的放电容量和电化学循环稳定性。     

多壁碳纳米管载镍对镁基合金储氢性能影响

采用化学法制备多壁碳纳米管载镍催化剂(Ni/MWNTs),并将其加入到镁粉中,结合氢化燃烧合成(HydridingCombustionSynthesis,HCS)和机械球磨(MechanicalMilling,MM),即HCS+MM复合技术制备Mg85-Nix/MWNTs15-x(x代表质量百分数,x=3,6,9,12)合金。通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电镜以及气体反应控制器研究了材料的晶体结构、微观形貌和吸放氢性能。结果表明:Mg85-Ni9/MWNTs6合金具有最佳综合吸放氢性能,其在373K,吸氢量达到5.68%(质量分数,下同),且在100s内就基本达到饱和吸氢量;在523K,1800s内的放氢量达到4.31%。Ni/MWNTs催化剂的添加,不但起到催化的作用,而且MWNTs具有优异的纳米限制作用,使得催化剂的粒径限制在纳米级,有利于限制产物中Mg2NiH4颗粒的长大。另外Ni与MWNTs存在协同催化作用,当它们达到一定比例时,对合金的吸放氢促进作用达到最优化,明显改善了合金的吸放氢性能。     

Hydriding/dehydriding properties of Mg-Ni-based ternary alloys synthesized by mechanical grinding

The Mg-Ni-based ternary alloys Mg2-xTixNi(x=0, 0.2, 0.4) and Mg2Ni1-xZrx(x=0, 0.2, 0.4) were successfully synthesized by mechanical grinding. The phases in the alloys and the hydriding/dehydriding properties of the alloys were investigated. Mg2Ni and Mg are the main hydrogen absorption phases in the alloys by XRD analysis. Hydriding kinetics curves of the alloys indicate that the hydrogen absorption rate increases after partial substitution of Ti for Mg and Zr for Ni. According to the measurement of pressure-concentration-isotherms and Van't Hoff equation, the relationship between ln p(H2) and 1 000/T was established. It is found that while increasing the content of correspondingly substituted elements at the same temperature, the equilibrium pressure of dehydriding increases, the enthalpy change and the stability of the alloy hydride decrease.