Study on hydrogen evolution performance of the carbon supported PtRu alloy film electrodes

The carbon supported PtRu alloy film electrodes having Pt about 0.10 mg/cm2 or even less were prepared by ion beam sputtering method (IBSM). It was valued on the hydrogen analyse performance, the temperature influence factor and the stability by electroanalysis hydrogen analyse method. It was found that the carbon supported PtRu alloy film electrodes had higher hydrogen evolution performance and stability, such as the hydrogen evolution exchange current density (j0) was increase as the temperature (T) rised, and it overrun 150 mA/cm2 as the trough voltage in about 0.68V, and it only had about 2.8, decline in 500 h electrolytic process. The results demonstrated that the carbon supported PtRu alloy film electrodes kept highly catalytic activity and stability, and it were successfully used in pilot plant for producing H2 on electrolysis of H2S.     

Study on hydrogen evolution performance of the carbon supported PtRu alloy film electrodes

1IntroductionIt is the key problemthat howto transformefficiently electric energyinto hydrogen energy for propelFig.l The flowchart of indirect electrolysis of H2Sthe clean energy use extensively[1].At present,the advanced method could avoid passivation of anode bysulfur[2],andit only consumed1/2-1/3electricitythanthat by water electrolysis[3],its basic flowsheet wasshownin Fig.1.Every kinds of hydride such as H2S and so on[1-3],could be used to produce hydrogen by the way of e-lectrolysis …     

6060铝合金阳极氧化膜受热开裂行为影响因素的分析

研究了硫酸浓度、电流密度、氧化温度、氧化后存放时间、封孔时间以及加热温度和加热时间等因素,对6060铝合金阳极氧化膜受热开裂行为的影响.结果表明:在H2SO4浓度为200 g/L左右,氧化温度为19℃左右,电流密度为1.3～1.6 A/dm2的阳极氧化工艺参数下,所得到的氧化膜热裂性能较好,氧化膜的抗热裂点温度为62℃...     

La2Mg17稀土镁基储氢合金制备工艺及储氢性能研究

采用熔剂覆盖熔炼的方法制备了La2Mg16Ni合金,并研究了该合金的吸放氢性能及吸放氢过程中合金的相结构变化.用Ni取代La2Mg17合金中的部分Mg,可提高储氢合金的吸放氢动力学性能,在温度高于553K时,所制备的储氢合金具有良好的吸放氢平台性能,其储氢容量可达到4.16％.     

酞菁铁对新型La-Mg-Ni基储氢合金电化学性能的影响Effect of Phthalocyanine Iron on Electrochemical Properties of the New La-Mg-Ni-based Hydrogen Storage Alloy 王新颖 黄红霞* 谢文强

为提高La-Mg-Ni基储氢合金La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60在Ni/MH二次电池中的电化学性能,将合成的酞菁铁作为添加剂添到合金中,考察不同含量的酞菁铁对La-Mg-Ni基储氢合金电化学性能的影响。通过分析紫外和红外图谱,可知合成出目标产物酞菁铁。添加酞菁铁后,合金的相结构没有变化。将不同含量的酞菁铁加入到储氢合金后,合金的最大放电容量变化不大,循环50次后的放电容量保持率从62.6%提高到75.3%。合金电极的交换电流密度I0、极限电流密度IL均有较大幅度增加,抗腐蚀性能也有提高。表明酞菁铁有效改善了储氢合金电极的综合电化学性能。     

MOFs衍生的CoZnSe@NC电催化剂的制备及析氧性能研究

硒化锌因具有与铂类似的电子结构及低成本而受到广泛关注,但目前硒化锌主要应用于电催化析氢反应(HER)中,其析氧反应(OER)活性仍有待提高,并且传统方法合成的硒化锌粒子尺寸较大且分散性较差.基于此,以双金属CoZn-ZIF为前驱体(Co作为OER活性成分,可有效提高材料的OER性能),通过一步高温硒化得到双金属CoZnSe和氮掺杂碳复合材料(记为CoZnSe@NC).利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的结构和形貌进行表征,并对其电催化析氧性能进行了测试.结果表明:双金属CoZnSe@NC较单金属ZnSe@NC具有更好的OER性能(10和50 mA/cm²电流密度下CoZnSe@NC的过电位分别为268和354 mV);此外,CoZnSe@NC经长时间多电流步骤(Multi-Current Steps)测试后性能基本保持不变,展现了较好的电化学稳定性.     

Ce-10La合金在氢气中的表面气相反应特征研究

研究了Ce-10La合金在氢气中的表面气相反应行为, 探讨该合金在氢化过程中表面层成分、组织结构和形貌的演变规律, 并讨论了水蒸气对合金氢化反应的影响。结果表明, Ce-10La合金在空气中非常容易被氧化; 500 K温度以下(473 K)Ce-10La合金与氢气的表面气相反应速率较慢; 当温度高于500 K时(523 K), Ce-10La合金与氢气反应生成氢化物的速率明显加快、氢化反应完全。在有水蒸气存在的情况下, Ce-10La合金首先与水蒸气反应生成氢氧化物并放出氢气, 三价Ce遇空气被氧化为CeO₂。在此温度下, Ce-10La合金与H₂的反应活性非常低, H₂的存在反而降低了合金与水蒸气的反应程度。     

ZnO修饰碳布用于锂离子电池复合负极研究

通过溶剂热法和高温煅烧法得到ZnO修饰的碳布,并以此作为负极支架,使用热熔融法合成了Li-ZnO/CC复合负极材料。结果表明,ZnO颗粒能够降低锂的成核过电位,选择性调控锂沉积位置,使锂的生长得到初步控制,从而达到改善电池循环性能的效果。在对称电池和NCM523全电池中,Li-ZnO/CC复合负极材料的循环性能都优于裸锂箔; 在电流密度1 mA/cm²条件下,Li-ZnO/CC对称电池能保持至少400 h以上的稳定循环,并且保持10 mV左右的过电位; NCM523|Li-ZnO/CC全电池在0.3C下经过305次循环后,容量保持率仍有80.41%。Li-ZnO/CC复合负极材料是一种很有前途的可充电锂电池负极材料。     

CuS/La2Ti2O7光催化剂的制备及光催化产氢性能研究

通过水热—溶剂热法合成了CuS/La₂Ti₂O₇复合光催化剂，以乳酸为牺牲剂，在模拟太阳光下考察了制备样品的光催化分解水产氢性能，并采用X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、低温氮吸—脱附、紫外—可见漫反射、电化学表征等手段对样品的理化性能进行了详细表征，探究了影响其光催化性能的关键因素。结果表明复合CuS后La₂Ti₂O₇样品在模拟太阳光下能催化分解水产氢，当CuS复合量质量分数为0.5%时，复合样品光催化产氢的活性最佳，产氢速率为12.57 μmol/h，并具有良好的活性稳定性；La₂Ti₂O₇复合CuS后，样品的光响应性能增强，瞬态光电流增强，阻抗降低，有利于光生电荷的有效分离，从而提高了复合样品的光催化活性。     

旋转超重力场反应器催化裂解煤矿瓦斯的研究

以催化裂解煤矿瓦斯制取氢气或纳米碳管为主要目的,采用旋转超重力场强化传质和反应的方法,研究了模拟煤矿瓦斯气体在旋转超重力场反应器中催化裂解的过程和影响因素.经试验研究得出：旋转超重力对催化剂表面的积碳起着强化分离作用,可有效降低催化剂表面固体碳的沉积和覆盖,有利于延续催化剂的使用寿命.本实验采用Ni/SiO2催化剂,装填量为4 g,较适宜的工艺条件为旋转床转速780 r/min、反应温度560 ℃,气体浓度和气体流量参数的优化根据目的产物(如氢气或纳米碳管)确定.     

Ni-Co /MoS2复合电沉积行为及析氢性能研究

为提高Ni-Co合金的电催化析氢活性,在制备过程中加入MoS_2粒子。采用循环伏安与计时电流法研究了Ni-Co/MoS_2复合电极在柠檬酸钠体系电解液中的电沉积行为;通过阴极极化曲线与电化学交流阻抗考察了复合电极在碱性环境下的电催化析氢性能。结果表明,MoS_2颗粒加入电解液后,吸附于电极表面,改变了电极表面的活性位点,成核弛豫时间减少,成核速率提高,形核过程完全转变为三维瞬时成核。当电位小于-1.0V时,MoS_2颗粒促进了Ni-Co的电化学还原。当电位大于-1.0V时,MoS_2颗粒抑制Ni-Co的电化学还原。Ni-Co/MoS_2复合电极表面粗糙多孔,有大的比表面积,与Ni-Co电极相比,Ni-Co/MoS_2复合电极析氢催化性能更高。     

Ce-10La合金在水蒸气中的表面气相反应结构特征研究

研究了Ce-10La合金 (原子分数)在100 ℃水蒸气中的表面气相反应行为, 描述并探讨了合金在气化过程中表面层组织结构和形貌的演变规律, 讨论了氢气的存在对Ce-10La合金与水蒸气表面反应的影响。结果表明, Ce-10La合金在水蒸气中被迅速氧化为Ce₂O₃, 并被进一步氧化为CeO₂, 形成疏松的表面层, 但经过2 h的反应后Ce-10La合金仍可保持块体形状。在100℃水蒸气和氢气混和气氛中, Ce-10La合金优先与水蒸气反应, 形成稀土氢氧化物并释放出氢气, 氢氧化物遇空气后会部分被氧化为CeO₂。氢气的存在降低合金与水蒸气的反应速度和反应程度。     

La原料对LaMg17Ni储氢合金性能影响研究

为降低LaMg_(17)Ni储氢合金的成本并解决原材料La不稳定导致的安全问题,采用了La-H粉和La-Mg合金粉两种性能稳定且成本较低的原料替代La粉,利用机械合金化法制备了不同原料的LaMg_(17)Ni储氢合金,并对比两种不同原料制备合金的性能,探究性能差异的原因。采用比表面仪检测合金比表面积变化,用扫描电子显微镜(SEM)表征合金微观形貌,X射线衍射(XRD)表征合金制备前后和吸放氢前后相结构变化,利用高温高压气体吸附仪测试合金的吸放氢曲线、储氢量以及储氢速度。结果表明,以La-H粉为原料制备的合金储氢量达到4.58%,在3MPa氢气压力、温度573K以下,储氢速度为90s内达到饱和储氢量的90%以上,而以La-Mg合金粉原料制备的合金储氢量达到4.43%,在3MPa氢气压力、温度573K以下,储氢速度为120s内达到饱和储氢量的90%以上。由于La-H粉的高脆性使其在机械合金化过程中产生了更高的比表面活性以及内部原有LaH3相的直接催化作用,因此以La-H粉为原料制备的LaMg_(17)Ni合金储氢性能优于以La-Mg合金粉为原料制备的LaMg_(17)Ni合金。     

基于输运床的内在碳捕集气化制氢反应器操作条件研究

针对固定床或鼓泡流化床反应器的内在碳捕集气化过程中气固混合程度差的问题,本文将输运床作为内在碳捕集气化制氢反应器,建立了考虑流体动力学及反应动力学的反应器动力学模型,研究了水碳比、操作温度及操作压力对反应器运行可行性及性能的影响.结果表明,以输运床小试装置为基准,当反应器操作压力为900 kP a、反应器温度为800℃...     

基于碳纳米管/聚乙烯醇的自愈合柔性电极

对多壁碳纳米管(MWCNT)进行回流酸处理,增加其表面活性获得羧基化多壁碳纳米管(CMWCNT),结合聚乙烯醇(PVA)形成多功能导电水凝胶。借助CMWCNT表面羧基活性基团,与多重络合、纠缠的PVA链形成广泛氢键,构建CMWCNT-PVA水凝胶分层网络。通过丝网印刷工艺,制备CMWCNT-PVA自愈合柔性电极,该电极具有高电导率(35.1 S/m)、高机械强度(2 000次循环弯曲)和约10 s的自愈合特性,愈合后电路中,在大变形下也保持优异导电性和稳定性,且由柔性电路设计制备的发光二极管阵列,能够呈现HF发光图案。该自愈合柔性电极为柔性电路发展提供一种新的策略,对拓展电子皮肤、软体机器人和可穿戴设备等在人机交互中的应用具有重要科学意义。     

汽车用5754铝合金温拉深成形性能的研究

通过筒形件拉深试验,研究了压边力、变形速率及变形温度等因素,对5754铝合金板材拉深成形过程的影响规律,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察分析了不同条件下筒形件拉裂断口形貌.研究结果表明：在压边力为1.0 N/mm2时,筒形件成形质量较高;在以低于0.5 mm/s的速率拉深时,5754铝合金板的成形性能比高速拉深时的成形性能好;当变形温度低于523 K 时,5754铝合金板的极限拉深比随温度的升高而增大,在523 K时达到最大极限,拉深比为2.30,之后随着温度的继续升高,拉深比反而降低;从断口形貌上看,随着温度的升高,板材塑性成形性能逐渐改善.     

双层辉光离子渗Cr合金层组织和性能

在Q235钢表面进行双层辉光离子渗Cr，表面Cr含量约为40％，渗层厚度近50 μm.然后进行超饱和渗C，表面含C量达到2.7％左右，超过平衡碳计算值.随后进行淬火＋低温回火处理，经X射线衍射分析，合金化层碳化物类型为M23C6，M7C3，尺寸为1～2 μm.表面硬度达到HV 1 200左右.将表面冶金试样进行摩擦因数和耐磨性能试验，结果表明，表面冶金试样摩擦因数为0.21～0.28，耐磨性是Q235钢渗碳淬火试样的1.62倍.将表面冶金试样在10％的H2SO4、3.5％的NaCl水溶液和H2S富液（含H2S 5～8 g/L，NH3·H2O 20 g/L）中进行电化学腐蚀试验，结果表明，表面冶金试样在10％的H₂SO₄、3.5％的NaC1水溶液和H2S富液中的耐腐蚀程度比Q235基体试样分别提高了2.35，3.10，2.14倍.     

Palladium-rare-earth metal alloys-advanced materials for hydrogen power engineering

Hydrogen of no less than 99. 999 , (vol. fraction) purity is a principal power media of hydrogen power engineering. A single method for the preparation of high purity hydrogen consists in its separation from vapour-gas mixtures via the selective diffusion of hydrogen through a palladium membrane. The rate of hydrogen diffusion and the strength and stability during the operation in aggressive gases are important characteristics of palladium membranes. The increase in the strength, plasticity, and hydrogen-permeability of membrane alloys can be reached by alloying palladium with the formation of solid solutions.The formation of wide ranges of palladium-rare-earth metal (REM) solid solutions is an interesting feature of palladium. Earlier, we have shown that the alloying of Pd with REM substantially increases the rate of hydrogen diffusion and markedly increases the strength of palladium on retention of the adequate plasticity.In this work, we have studied alloys of the Pd-Y and Pd-Y-Me systems. It was shown that the following conditions should be satisfied to prepare high-quality alloys exhibiting high service properties: (1)the use of high-purity components (whose purity is no less than 99.95,, mass fraction), in particular,high-purity Y prepared by vacuum distillation, and (2) holding the reached purity for the final product.For this purpose, we suggested a cycle of manufacturing operations including the preparation of a vacuumtight foil of 50 (m thick as the final stage.The hydrogen-permeability of the alloys was measured at different temperatures and hydrogen pressures. The instability of operation of binary Pd-Y alloys w alloying the composition with a Ⅷ Group metal. For example, the alloy of the optimum composition Pd-8Y-Me in the annealed state exhibits the following mechanical properties: HV= 75 kg/mm2 , σu = 58 kg/mm2 , and δ= 20,. Its hydrogen-permeability (QH2) measured as a function of the temperature exceeds that of the Pd-23Ag alloy (that is widely used by foreign companies) by a factor of 1.5-2; it is 3.6-4.7 m3/m2 hMPa0.5 at 300-600℃, respectively.The alloys exhibiting the high hydrogen-permeability combined with the high mechanical properties shows promise as materials for diffusion hydrogen purification devices whose productivity reaches tens thousands nm3/h.     

La-Mg-Ni系储氢合金储氢性能研究

采用快淬法制备了不同镁含量的La-Mg-Ni系储氢合金,并研究了La-Mg-Ni系储氢合金的储氢特性.结果表明,La-Mg-Ni系储氢合金主要由LaNi5和LaNi3两相组成;随着镁含量的增加,储氢合金的吸放氢平台压力降低,吸氢量提高;与化学计量比储氢合金相比,非化学计量比的储氢合金平台压力提高;在1173 K热处理4...     

纳米TiO2薄膜的制备及光催化性能

采用自然延流法在载玻片基底上制备出纳米TiO2薄膜,以300W高压汞灯为光源,进行光催化降解苯酚溶液的研究.结果表明,制备的纳米TiO2薄膜对苯酚有稳定的光催化氧化降解性能,且TiO2薄膜具有很好的寿命,重复使用多次后,其光催化性能几乎不变.少量的H2O2与TiO2有很好的协同催化作用,使得苯酚光催化氧化速度极大加快,且苯酚降解率随着H2O2量的增加而不断上升.高效液相色谱(HPLC)测试结果表明,在光照4h时,降解苯酚溶液的产物为对苯二酚、邻苯二酚、顺丁烯二酸、草酸和甲酸等,光照6h时,降解产物基本转化为草酸和甲酸.