新能源材料的研究进展

新能源是降低碳排放、优化能源结构、实现可持续发展的重要途径,新能源材料是引导和支撑新能源发展的重要基础,在新能源系统中得到了大量应用.概要介绍了目前在新能源发展过程中发挥重要作用的核用锆合金、锂离子电池关键材料、镍氢动力电池关键材料及氢能燃料电池关键材料等新能源材料的现状及存在问题.     

氮氩比对AlNx薄膜微观结构与光学性质的影响

利用射频反应磁控溅射技术制备了氮化铝( AlNx)薄膜.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计分析氮氩比对AlNx相结构、表面形貌、沉积速率以及薄膜光谱透过率的影响规律.氮氩比显著影响溅射薄膜的成分和相组成,进而影响薄膜的透过率.当氮氩比小于4/156时,薄膜由金属铝组成;当氮氩比大于6/154时,薄膜由立方-AlN相组成.薄膜形貌随氮氩比例增大由粗糙不规则状的颗粒转化为均匀致密的细小颗粒,AlNx薄膜的沉积速率随之减小.光学性能测试结果表明,AlNx薄膜透过率由金属铝膜的零增加为83％,AlNx薄膜在300～2500nm波长范围内透过率较高,而在大于2500nm的近红外区透过率显著下降.     

TiVCrFe固溶体合金放氢过程中结构的变化

采用XRD、中子衍射、原位变温X射线衍射和热重分析对Ti29.25Cr26.59V37.25Fe6.91Ce1.10合金的放氢特性进行研究。结果表明:合金氘化物(平衡压为2MPa)中主相金属原子占据4a位置,大部分氘占据8c位置,合金氘化物具有FCC结构。合金氢化物在放氢过程中发生两次相变,其中,在较低温度下发生的相变对应于含氢量高的β氢化物向含氢量低的α氢化物的转变,而在较高温度下的相变则对应于α氢化物向无氢BCC合金相的转变。β氢化物具有变形的FCC结构(P4/mmm),α氢化物具有BCT结构(I4/mmm)。     

“高能效”：新能源材料应用的关键

发展低碳经济的根本目的在于降低碳排放以应对气候变暖,为实现此目标,必须从源头、过程和终端三方面入手,标本兼治,三管齐下,其中通过源头和过程的控制,提高能源转换和使用效率是实现低碳经济的根本出路。源头控制的关键在于开发低碳和零碳燃料,发展高转换效率的发电技术,过程控制的重点在于加强各能源子系统的有效集成,提高整个能源系统的综合能效。在这一过程中,新能源材料牌学栏雷喜作用．     

闭孔泡沫铝吸声性能的影响因素

利用熔体转移发泡法制备闭孔泡沫铝,从孔径大小、打孔率、背后空腔以及背后贴膜方面对其吸声性能进行研究.结果表明:孔径大的闭孔泡沫铝吸声系数要远好于孔径小的闭孔泡沫铝的吸声系数;打孔后闭孔泡沫铝吸声系数有了明显的提高,当分别打孔0.5%、1%和2%N,闭孔泡沫铝最高吸声系数从0.42分别增加到了0.53、0.75和0.96;打孔闭孔泡沫铝背后加空腔吸声曲线都表现出明显的亥姆霍兹共振器吸声特性,且随空腔厚度的不断增加,低频吸声系数逐渐增加,高频吸声系数逐渐降低,最高吸声系数向低频迁移;背后贴膜闭孔泡沫铝吸声特性曲线出现峰值吸声特征消失的现象,表现出吸声系数随频率增加而增加的特性.     

TiZr氢化物掺杂NaAlH4的储氢性能

采用机械球磨方法在NaAlH4络合氢化物中添加3％（摩尔分数）Tizr合金氢化物,合成复合储氢材料。采用XRD、SEM和等容法储放氢性能测试等技术对该复合储氢材料的形态、物相和可逆储放氢性能进行研究。结果表明：加入TiZr合金氢化物的NaAlH4可以实现可逆吸放氢,同时具有良好的储放氢动力学性能,在160℃、0．1 MPa放氢条件下,其总放氢量达4．5％（质量分数）,40min可逆放氢量超过3．0％,且具有良好的循环稳定性：NaAlH4基体中均匀弥散分布的TiZr合金氢化物,在复合储氢材料吸放氢前后保持物相和结构不变,对NaAlH4络合氢化物的可逆储放氢反应起到催化改善作用。     

载钯硅藻土复合材料吸/放氢循环性能和抗粉化性能研究

采用乙酰丙酮钯为前驱体通过浸渍-热分解法制备了钯含量为45.3%的载钯硅藻土(Pd/K)复合材料,并通过冷/热循环、PCT,XRD及SEM对其进行吸/放氢循环性能和抗粉化性能分析。循环性能分析表明:40℃时Pd/K材料在30 s内已基本吸氢饱和,最大吸氢量为0.689%(质量分数)。初始250～380μm的Pd/K复合材料在2000次40℃吸氢/180℃放氢的吸放氢循环过程中,吸氢平衡压、吸氢量及吸氢速率均没有明显的衰减;但是,2000次循环后,复合材料150μm以下的样品占17.6%。物相和微观形貌分析表明:Pd/K复合材料由Pd和SiO2组成;复合材料的表面钯含量较高,经过热处理,其表面钯长大,形成钯膜,但该钯膜存在较多裂纹,致使其在吸/放氢过程中容易从复合材料颗粒表面脱落;Pd/K复合材料粉化主要是由其表面富钯层的脱落引起的。     

富镍镧镍合金催化二苄基甲苯加氢性能研究

采用感应熔炼和球磨方法制备镧镍储氢合金,进一步通过酸处理法原位制备富镍镧镍储氢合金。研究不同条件下制备的镧镍储氢合金催化二苄基甲苯（DBT）加氢性能。在反应温度为280 ℃时,经过4 h后,富镍镧镍储氢合金催化二苄基甲苯的加氢量达到5.34%（质量分数）,20 h后,其加氢量达到理论最大值。富镍镧镍储氢合金具备的高效催化二苄基甲苯加氢活性主要归因于镍的高效催化和镧镍储氢合金可逆吸放氢之间的相互促进作用。     

热处理对Nd-Mg-Ni储氢合金结构和性能的影响

采用磁悬浮感应熔炼法制备了Nd-Mg-Ni系储氢合金,重点研究了热处理工艺对合金相组成和电化学性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜和电化学测试系统研究了合金的相结构、显微结构及电化学性能。研究结果表明,Nd0.75Mg0.25Ni2.75Al0.25合金经1173,1273,1373 K退火处理后,随着退火温度的升高,不同相间元素分布更加均匀,Mg元素的浓度差减小,主相Nd2Ni7六方相逐渐增加。电化学P-C-T曲线平台变平缓、平台压降低,电化学容量,倍率性能和荷电保持率有较大提升。对于Nd0.75Mg0.25Ni3.2Al0.1合金,经1373 K,5 h热处理后慢冷较快冷更利于Nd2Ni7相的形成,慢冷试样中Nd2Ni7相可达92.31%,电化学性能更加优异,最大电化学容量为330.1 mA.g-1,循环100周容量保持率为92.2%。     

Enhancement of cerium and hydrogen storage property of a low-cost Ti-V based BCC alloy prepared by commercial ferrovanadium

Based on the analysis of XRD, SEM, P-C-isotherm measurements and absorption kinetics simulation, it was indicated that Ce addition was an effective way to inhibit the formation of C14 Laves phase, improve flatness of the plateau, increase hydrogen diffusion rate and enlarge hydrogen storage capacity. The hydrogenation capacity of Ti27.25Cr28.05V37.25Fe7.45Ce1.0 alloy prepared by commercial ferrovanadium was 3.56 wt.% measured at 298 K. The dehydrogenation capacity was 2.25 wt.% and 2.54 wt.% measured at 343...