镍氢电池用PVA-TiO_2聚合物电解质膜

通过钛酸四丁酯的原位水解制备聚乙烯醇(PVA)-Ti O2碱性聚合物电解质膜,用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、SEM、交流阻抗和循环伏安法分析电解质膜的结构与电化学性能。在室温条件下,PVA-6%Ti O2聚合物电解质的碱吸率和电导率最高,分别为105%和0.023 S/cm,电化学稳定窗口为-1.0~1.0 V;将PVA-Ti O2碱性电解质膜组装成以Mg3Mn Ni2储氢合金为负极材料的聚合物镍氢(MH/Ni)电池,以15 m A/g在0.4~1.5 V循环12次,放电比容量稳定在150 m Ah/g左右。     

氯化盐溶液中氢化燃烧合成MgH_2的水解制氢性能

利用氢化燃烧合成(Hydriding Combustion Synthesis,HCS)制备的镁基氢化物(Mg H2)与氯化盐溶液反应制取氢气。分别比较了Ni Cl2、Mg Cl2、Cu Cl2及Ca Cl2溶液中HCS Mg H2的水解制氢量和转化率,着重研究了Mg Cl2溶液的浓度、温度及球磨预处理时间对HCS Mg H2水解制氢性能的影响规律。研究表明:60 min球磨预处理的HCS Mg H2,在30℃的0.5 mol/L Mg Cl2溶液中,反应30 min制氢量可达1 635 m L/g,转化率可达96%。     

用于镍氢电池的PVA/PAAK碱性聚合物电解质的制备及性能

通过溶液浇铸和碱液活化的简易方法制备了聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸钾(PAAK)碱性聚合物电解质。运用交流阻抗法、循环伏安(CV)和X射线衍射(XRD)等技术对碱性聚合物电解质进行表征,分析了PAAK对聚合物电解质离子电导率的影响。结果表明,PAAK对聚合物电解质导电性的作用主要表现在:一是使聚合物电解质中容纳更多的KOH溶液;二是能降低PVA的结晶度,从而提高聚合物电解质的离子电导率。所制备的PVA/PAAK碱性聚合物电解质最大室温电导率达3.074×10-2S/cm,电化学稳定窗口为2.2 V。以其实验室制备的镁基储氢合金为负极,组装的聚合物镍氢电池(MH-Ni电池)的循环寿命较传统的MH-Ni电池明显改善。     

SrAl2合金的储氢动力学性能

研究了在Zintl相SrAl2合金中添加不同金属氯化物催化剂后的相结构和吸氢动力学性能。XRD分析表明,合金吸氢前仍然为SrAl2相,催化剂由于含量较少未被检测出;吸氢后,合金相结构根据催化剂添加种类的不同分为以下两种情况:氢化程度高的样品,由SrAl2H2、SrAl4和SrH2三相组成;氢化程度低的样品,由SrAl2H2、SrAl4、SrH2和未反应的SrAl2四个相组成。储氢性能研究表明,添加金属氯化物催化剂能够有效改善SrAl2合金的吸氢动力学性能。吸氢动力学机理分析表明,SrAl2合金吸氢控制步骤为表面化学反应,而添加催化剂使得合金的吸氢控制步骤转变为三维扩散。     

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     

Ni取代Al对SrAl2合金结构和储氢动力学性能的影响

研究Ni部分取代Al对Zintl相合金SrAl2结构和储氢动力学性能的影响.对合金的吸氢动力学曲线进行拟合,得到了动力学回归方程,并分析了合金的吸氢控制步骤.XRD分析表明,Ni取代Al后合金主要由SrAl2、Sr5Al9、AlNi和SrAl相组成;随着Ni取代量的增加,SrAl2与Sr5Al9相逐渐减少,而AlNi和SrAl相逐渐增加.氢化测试表明,Ni的加入降低了合金的最大吸氢容量,但是却极大地提高了合金的吸氢动力学性能.     

加镍球磨对氢化燃烧合成Mg_2NiH_4的影响

利用氢化燃烧合成法与机械球磨法复合制备镁基储氢电极合金,研究了加镍球磨对合金的影响.XRD结果表明:加镍球磨后,合金结构由晶态转变为非晶态.电化学测试结果表明:氢化燃烧合成产物加镍球磨后,电化学性能有所改善,如添加镍粉球磨后,合金电极的放电比容量为580.06 mAh/g,循环20次后为346.24 mAh/g,容量保持率约为60%.     

催化剂对镁基储氢材料储氢性能影响的研究进展

综述了近年来添加过渡族金属、金属氧化物和金属卤化物催化剂对镁基储氢材料性能影响的研究进展,总结了催化荆催化效果的影响因素.比较发现,多价态过渡族金属卤化物对镁基储氢材料具有最好的催化作用.催化剂作用机理包括:为氢的扩散提供通道;为氢的吸附、离解提供活性位置;起到"氢泵"的作用;与Mg-H键发生电子交互作用.     

纳米CuO原位包覆的Mg2NiH4的电化学性能

研究了纳米CuO球磨原位包覆对氢化燃烧合成(HCS)产物Mg2NiH4结构和电化学性能的影响.XRD分析表明:球磨过程中,纳米CuO被Mg2NiH4还原为Cu,包覆于合金表面,提出了球磨原位包覆机制.电化学测试表明:纳米CuO球磨原位包覆提高了镁基合金氢化物电极的抗腐蚀性能,随着CuO添加量的增加和球磨时间的延长,电极的循环稳定性提高,首次放电比容量降低.添加30％ CuO球磨40 h的电极,以30 mA/g的电流放电至-0.6V,首次比容量为146 mAh/g,第10次循环(30 mA/g放电至-0.6V,300 mA/g充电2 h)的容量保持率为48.6％.     

PVA/Nb_2O_5复合碱性固体聚合物电解质的性能

以聚乙烯醇(PVA)、Nb2O5和KOH为原料,采用溶液浇铸法制备了PVA/Nb2O5复合碱性固体聚合物电解质(ASPE).研究了Nb2O5对ASPE离子电导率(σ)和电化学稳定窗口的影响.交流阻抗和循环伏安的结果表明:加入15%Nb2O5的复合ASPE膜,室温σ为10.45 mS/cm,电化学稳定窗口为2.4 V.