钯在储氢材料中的作用与应用

本文介绍了钯在储氢材料中的作用、特点,以及钯在镁基储氢合金,稀土类储氢合金及碳材料中的国内外应用研究概况,并提出了储氢材料的今后发展方向。     

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。     

配位氢化物储氢合金的研究现状

配位氢化物储氢合金是最近几年发展起来的新型储氢合金，和稀土系AB5型、AB2、镁基和Fe-Ti系储氢材料相比，配位氢化物储氢合金的储氢量要明显高于前者。针对目前研究较多的NaAlH4、LiAlH4、LiBH4和Li2NH储氢合金的研究现状进行了概述。     

包覆钯对储氢合金粉末性能的影响

利用化学镀的方法 ,在储氢合金粉末表面包覆金属钯 ,以改善稀土 镍基储氢合金的抗氧化和抗粉化能力 ,并研究了不同的钯包覆量对合金性能的影响。结果表明 ,10 % (质量分数 )包覆量的效果理想 ,减轻了储氢合金的粉化程度 ,延长了电极的寿命     

稀土储氢材料的研究与应用

我国稀土资源的明显优势,为我国稀土工业的可持续发展提供了最基本的资源保障。稀土储氢合金具有优良的动力学性能和稳定性以及较高的储氢容量,特别是在镍氢电池上的应用取得巨大成功后,成为固定式氢燃料储氢载体重要选择方案之一。近年来稀土储氢材料产业得到迅猛发展,已成为仅次于汝铁硼稀土永磁材料的第二大稀土功能材料。在国家的支持下,对稀土储氢材料的研究、产业化应用都取得了一系列可喜的进步。本文将重点介绍稀土储氢材料的研究进展及其应用。     

固体储氢材料的研究进展

论述了目前几种主要固体储氢材料的研究进展,包括金属基合金材料(镁系合金、稀土系合金、钛系合金和锆系合金)、碳基材料(活性炭、石墨纳米纤维、碳纳米纤维和碳纳米管)、玻璃微球、配合物以及金属有机框架物。通过比较各种材料储氢的机理与方式、吸放氢的温度与压力、循环寿命,分析了其优缺点,并展望了固体储氢材料未来的发展趋势,认为开发安全稳定高效的复合储氢材料、实现固体储氢材料的工业化制备是未来储氢材料研究的新方向。     

稀土合金技术有限公司（拟成立）融资

拟成立一主要从事稀土永磁材料、储氢合金及其应用产品研发及生产的有限责任公司。公司以具有世界先进水平的薄片铸锭工艺技术为基础，生产稀土永磁合金、储氢合金。     

La-Mg-Ni-Co系新型稀土储氢合金研究进展

简要地总结了储氢合金的研发、应用现状以及未来的发展方向。结合作者在本领域的研究,重点介绍了La—Mg—Ni-Co系AB3型和A2B7型储氢合金。La-Mg—Ni-Co型储氢合金具有电化学容量高、易活化、动力学性能优异等特点,极有可能替代目前广泛使用AB5型稀土储氢合金。扼要地综述了AB3型和A287型储氢合金在元素替代、制备工艺、合金结构调控和性能改进等方面的研究进展,分析和指出了La-Mg—Ni—Co系储氢合金研究和应用需要解决的主要问题和可能的途径。     

用BP网络预测AB5型储氢合金初始放电容量

BP神经网络用于预测储氢合金的电化学性能。通过稀土族中金属Nd部分替代AB5型储氢合金中的La,研究了Nd的变化对合金的初始放电容量的影响。详细介绍了BP网络的结构确定、参数选择及训练方法,并利用该网络得出了较好的预测结果。     

稀土储氢合金粉的生产及应用

20世纪60年代末,镧镍储氢合金(LaNi5)首次在荷兰的菲利浦问世以后,世界一些国家的科学家纷纷进行研制和开发,从而促进了这类合金粉的迅速发展.90年代初日本率先实现了批量生产,并较快地达到产业化的工业生产.到目前为止,日本稀土储氢合金粉的年产量已达9000t,居世界首位.我国研究稀土储氢合金粉始于80年代初,90年代中期投入生产,主要生产用作镍氢(Ni/MH)电池负极材料的储氢合金粉,尤其是在国家863计划的实施中,对我国储氢合金粉进行技术攻关和建立示范生产线以后,促进了合金原料,生产工艺及产品质量,应用与市场等方面的迅速发展.     

AB_3型储氢合金的研究进展

新型AB3型R-Mg-Ni基(R为稀土或者Y,Ca)合金是目前高容量储氢合金电极的研究热点,其具有优异的储氢功能,电化学放电容量高达360~410mAh/g,而且对环境友好,成本低,但此类合金成分由于在强碱性电解质中的腐蚀和粉化严重,循环性能差。为了应用于实际,AB3型合金电极的循环稳定性须进一步提高,本文对AB3型储氢合金的研究进展和未来的发展方向进行了介绍。     

高容量型混合稀土—镁—镍基储氢合金的研究

为制备具有高容量的储氢合金,研究了化学计量比、镁含量、稀土组成和制备技术对混合稀土-镁-镍基储氢合金结构和电化学性能的影响,并给出了典型的测试结果。通过调整合金的化学组成和改进制备工艺,制备了低镁含量的Ml_(0.88)Mg_(0.12)Ni_(3.0)Mn_(0.10)Co_(0.55)Al_(0.10)合金。该合金由CaCu_5型相,Ce_2Ni_7型相和Pr_5Co_(19)型相组成,最大放电容量可以达到386 mAh/g,300个充放电循环后合金的放电容量为315mAh/g,仍为最大放电容量的81.6%。     

基于热力学和动力学计算的Mg-Ni-RE(La,Nd,Ce,Y)-H多元系设计及应用

稀土因性质活泼被以单质或者中间合金的方式添加到镁基储氢合金中形成稀土-镁基体系储氢合金,该合金由于具有优良的储氢性能而备受关注。但是目前缺少多元系稀土-镁基合金相图的指导,难免在设计材料配方时出现盲区,继而陷入"炒菜"式的摸索之中,缺乏针对性。储氢材料的吸放氢反应动力学研究,目前绝大多数的实验反复测定恒温条件下的反应分数与时间的关系上,很少研究各种因数,诸如温度、气相分压、颗粒大小等对反应速率的影响,更谈不上颗粒分布、变温变速等对反应速率的影响。基于热力学和动力学计算,研究了Mg-Ni-RE(La,Nd,Ce,Y)-H多元系,通过引入氢组元对比说明清楚相关储氢合金与金属氢化物的热力学稳定性的差别,利用CALPHAD技术预报多元系的压力-组成-温度(PCT)曲线,结合原位高温XRD和高分辨透射电镜(HR-TEM)结果,阐释了储氢合金吸放氢的热力学机制。同时,通过研究恒温和变温条件下氢化还原反应动力学模型,将吸放氢反应分数表达为温度、压力、颗粒大小、颗粒形貌等因素的函数,不但简化了计算,而且还便于从理论上对各种物理量进行讨论。引进了一个"特征时间"的新概念,它将在储氢材料的研究中发挥重要的作用。     

Mg基非晶态储氢合金的研究进展

非晶态合金是一类非平衡态材料,具有丰富的能量状态,并表现出多种亚稳特征,在很多方面展示出与晶态合金相比全新的性能。近年来,研究人员报道了一系列的新型Mg基非晶态储氢合金,与传统晶态Mg基储氢合金相比,非晶Mg基合金的原子结构均匀且化学成分范围广,因此具有更大的储氢性能调控空间。由于其长程无序的原子结构,部分Mg基非晶态合金还展示了更高的储氢量、更快的储氢动力学。对Mg基非晶态储氢合金的研究进展进行评述,首先讨论了非晶态合金在储氢方面的优势和不足,进而概括了Mg基非晶态储氢合金的常用制备方法,对其研究和应用进行评述,并介绍调控其储氢性能的新策略,最后总结并展望有关Mg基非晶态储氢合金的研究、应用和挑战。     

利用储氢合金热泵的运转实例

一、储氢合金及其特性单金属是形成金属氢化物的一种物质,这是人们早已熟知的。它大致可分为钙、镁、稀土、钛、锆、钒、铌及钯等类别。这些单金属的吸氢压力高且吸附温度高。因此,已将储氢合金改进成在这些金属中添加其它金属组成合金,以减低吸氢压力,即使在接近室温的低温下,也能吸氢。储氢合金在与氢接触后吸氢的情况如图1所示,即储氢合金与氢接触后,便将氢     

非化学计量LaNi5型储氢合金的性能

采用富La混合稀土与Ni、Co、Mg等元素组合，获得了一种非化学计量LaNi5型储氢合金、用金相、XRD和SEM-EDX等方法分析了该合金的组织结构，研究了合金的气相储氢特性以及电化学性能，结果表明：在1.6MPa氢压和温度29℃下，该合金的储氢量达到1.58%（质量分数），该合金的放电容量为380mAh/g。经300次循环后容量保持率为55%，该合金的基体是CaCu5型结构的LaNi5相，但有第二相（LaMg)Ni3析出，这种第二相的形成是导致该合金大容量的关键。     

金属基储氢合金的研究进展

介绍了金属基合金储氢的基本原理及反应机理,对其发展现状进行了较全面的总结.包括稀土系、锆系、钛系、镁系金属以及一些新型的储氢材料,标志着研究的最新动向.简单介绍了对材料性能的改进,提出了进一步研究储氢合金的方向.     

MH-Ni电池用储氢合金的研究进展

从储氢合金的研究分类，采用的技术手段等方面，综述了MH-Hi电池负极用储氢合金的研究与发展。详细论述了AB5型和AB2型储氢合金的研究进展，并对储氢合金的未来发展方向进行了展望。     

纳米储氢合金制备方法的研究进展

纳米储氢合金的热力学与动力学性能明显超过了相应的微米级合金 ,引起了储氢合金研究者的关注 ,而目前纳米储氢合金的制备方法仅集中于球磨法。本文总结了纳米储氢合金颗粒与复合材料的制备方法 ;并从纳米材料制备技术的角度 ,对潜在的纳米储氢合金的制备方法进行了评述     

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。