铝对TiFe0.9Mn0.1合金贮氢性能的影响

研究了Al对TiFe0.9Mn0.1合金贮氢性能的影响.添加铝后,合金的饱和吸氢量降低,当铝添加量为0.3%、0.6%和1.0%(原子分数)时,饱和吸氢量分别达到TiFe0.9Mn0.1合金的97.6%、95.1%和82.9%.同时铝添加后,合金的平台压力升高,平台斜度增加.XRD衍射发现,随着铝的加入,合金晶格常数即晶胞体积下降.SEM扫描及EDAX能谱分析发现合金晶界上存在高钛相.铝的添加造成合金吸氢量的下降与合金晶胞体积的减小有关.     

TiFe系贮氢合金制备方法的研究进展

TiFe系贮氢合金因具有贮氢量大、价格便宜等优异性能而成为一类最具开发潜质的贮氢材料之一.较系统地综述了TiFe系贮氢合金的各种制备方法,重点讨论了各种制备技术的优缺点和影响因素,分析了TiFe系贮氢合金的发展趋势.认为自蔓延高温合成法制备TiFe系贮氢合金具有很好的发展前景和研究意义,通过合金化的方法来提高合金的活化性能和贮氢性能仍将是今后研究的重点.     

TiFe—LaNi_5复合粉末的活化

TiFe 贮氢合金活化困难。通过在表面上焊接 LaNi_5微粒,TiFe 合金的活化性能得到改善,可以在室温3MPa 氢压下一次完全活化。SEM 和电子探针分析表明,焊有 LaNi_5微粒的 TiFe颗粒具有麻球状结构。焊接于表面的 LaNi_5微粒起着吸氢窗口的作用,促进了 TiFe 的活化。     

机械球磨法添加Fe、Co及Al制备镁基储氢材料

采用等通道转角挤压(ECAP)方式细化ZK60合金晶粒,再利用机械球磨法分别添加Fe、Co及Al制备了3种储氢材料。采用X射线衍射仪、储氢特性测试仪和扫描电镜研究了储氢材料的高周期吸/放氢性能及其显微组织变化。结果表明:ZK60-Fe、ZK60-Co和ZK60-Al的吸氢速率均随着吸/放氢循环次数增加而增大,其中ZK60-Al的吸氢速率增大最快,第200次吸/放氢循环的5min内吸氢量接近60min内总的吸氢量;随着吸/放氢循环次数增加,储氢材料中会生成MgH_2而导致储氢量递减,其中ZK60-Fe吸氢量递减速率减缓最快,仅吸/放氢循环了50次就开始减缓;这3种储氢材料经多次吸/放氢循环后均会出现微粉化,微粉化增多和吸氢量减少主要发生在循环吸/放氢初期。     

机械合金化Mg—20wt%Ni的贮氢性能

采用机械合金化方法合成Ｍｇ－２０ｗｔ％Ｎｉ贮氢材料，并测度了该材料在不同球磨时间下的贮氢性能。试验结果表明，随球磨时间的增加，Ｍｇ／２０ｗｔ％Ｎｉ的贮氢量增大 ，吸放氢速度增加，但吸放氢平台压变化不大，而平台斜率增加。     

机械合金化Mg－20wt％Ni的贮氢性能

采用机械合金化方法合成Ｍｇ－２０ｗｔ％Ｎｉ贮氢材料，并测试了该材料在不同球磨时间下的贮氢性能。试验结果表明，随球磨时间的增加，Ｍｇ－２０ｗｔ％Ｎｉ的贮氢量增大，吸放氢速度增加，但吸放氢平台压变化不大，而平台斜率增加。     

TiFe基储氢材料性能的研究进展

TiFe基储氢材料凭借其吸氢量大、放氢环境要求低、原材料丰富等优点,引起了越来越多研究者的关注.然而活化困难和滞后性问题仍是限制其大规模发展运用的主要瓶颈.针对这些问题,国内外学者做出很多研究.本文首先介绍了发展TiFe基储氢合金的必要性,纯TiFe合金的结构和储氢机理以及存在的问题;然后综述了近些年国内外对其研究的进展,并针对TiFe基储氢合金存在的问题,系统地归纳了解决方法,即调整合金元素相对含量,改善加工工艺等;重点从元素引进的角度归纳总结了改善TiFe基储氢合金的方法.最后,对未来的TiFe基储氢材料的发展方向及趋势进行了展望.     

AB2型贮氢合金的表面处理

高容量的贮氢合金电极材料是高比能量ＭＨ－Ｎｉ动力电池的基础。Ｌａｖｅｓ相ＡＢ２型贮氢合金的贮氢量大、无污染、循环寿命长,但锆基Ｌａｖｅｓ相ＡＢ２型贮氢合金存在电极活化困难、电催化性能差、高倍率放电能力低下等缺点,严重影响了Ｌａｖｅｓ相贮氢合金在ＭＨ－Ｎｉ动力电池中的应用,因此贮氢合金的表面处理十分重要。综述了近年来对ＡＢ２型贮氢合金表面处理的研究情况。     

MlNi5-x （CoMnAl）x吸放氢性能及其催化聚合物双键加氢研究

为了探索新型聚合物双键加氢催化材料,采用XRD和自制吸氢装置等对贮氢合金MlNi5-x(CoMnAl)x的组成、吸放氢性能及其催化加氢活性等进行了研究.MlNi5-x(CoMnAl)x的P-C-T曲线表明,合金具有较低的平台压力,稳定性好;对比合金表面处理前后的吸氢动力学曲线发现:MlNi5-X(CoMnAl)x吸氢初期速度较快,后期则随时间延长吸氢量缓慢增加,而经过[6M KOH+1%KBH4]处理或Pd修饰后则可迅速达到吸氢平衡.催化聚合物双键加氢性能研究表明,未处理合金对NBR溶液加氢氢化度为零,经过[6M KOH+1%KBH4]处理和钯修饰后的合金可对NBR、SBS、NR等聚合物双键加氢,氢化度分别为33.5%、32.3%、31.1%.说明合金表面组成及结构对其吸放氢性能和催化活性均有明显影响.     

烟煤粘结纳米镁基储氢材料的制备及吸放氢性能

以Mg、烟煤和碳化无烟煤为原料,经H2反应球磨、热处理制备了烟煤粘结的纳米镁基储氢材料,研究了储氢材料结构及吸放氢性能,并计算了材料的吸氢动力学参数。结果表明,在600℃热处理时材料中的Mg容易与煤中的C发生反应生成Mg2C3;添加15%(质量分数)烟煤,经500℃热处理能有效粘结纳米Mg颗粒,且未见Mg2C3生成。储氢材料的吸氢速率随温度升高而增大,在2MPa H2下吸氢量在350℃达到最大值,约3.77%(质量分数),在400℃时吸氢量略有下降。根据Arrhenius公式得出储氢材料在300~350℃下吸氢的一级反应表观活化能为56.6kJ/mol H2。用TPD测定了储氢材料的放氢温度,表明材料在250℃开始放氢,388℃时达到放氢高峰。储氢材料中的C可结合少量H,该类H在加热时会以CH4等烃的形式释放出来。     

烟煤粘结纳米镁基储氢材料的制备及吸放氢性能

以Mg、烟煤和碳化无烟煤为原料,经H2反应球磨、热处理制备了烟煤粘结的纳米镁基储氢材料,研究了储氢材料结构及吸放氢性能,并计算了材料的吸氢动力学参数。结果表明,在600℃热处理时材料中的Mg容易与煤中的C发生反应生成Mg2C3;添加15%(质量分数)烟煤、经500℃热处理能有效粘结纳米Mg颗粒,且未见Mg2C3生成。储氢材料的吸氢速率随温度升高而增大,在2MPaH2下吸氢量在350℃达到最大值,约3.77%(质量分数),在400℃时吸氢量略有下降。根据Arrhenius公式,得出储氢材料在300~350℃下吸氢的一级反应表观活化能为56.6kJ/molH2。用TPD测定了储氢材料的放氢温度,表明材料在250℃开始放氢,388℃时达到放氢高峰。储氢材料中的C可结合少量H,该类H在加热时会以CH4等烃的形式释放出来。     

Pd含量对Mg-Ni合金相形成及贮氢性能的影响研究

采用机械合金化方法合成了Mg-54.7%Ni-x%Pd(x=0、3、10,质量百分比)贮氢材料.通过X射线衍射分析(XRD)和贮氢性能测试,研究了Pd含量对Mg-Ni合金相形成及贮氢性能的影响.XRD分析表明,在0.30MPa的氩气气氛下球磨30h后,粉末没有形成合金相;但在523K吸氢时,Mg-54.7%Ni-x%Pd(x=0,3)与氢气反应均生成了大量的Mg2NiH4,而Mg-54.7%Ni-10%Pd的氢化物中大部分为MgH2,只形成了少量的Mg2NiH4.贮氢性能测试结果表明,所制备的材料在473K无需活化即可吸氢;同Mg-54.7%Ni-x%Pd(x=0,10)相比,Mg-54.7%Ni-3%Pd吸放氢速度最快,可逆贮氢容量最大(2.82%,质量百分比).     

FeTi系贮氢合金的研究进展

ＦｅＴｉ系贮氢合金是一类重要的贮氢材料,作为贮氢介质是具有贮氢量大,价格便宜等优点,但活化性能和抗中毒性能较差。本文详细综述了ＦｅＴｉ系贮氢合金的氢化性能,活化机理以及改性处理等方面的内容。     

FeTi系贮氢合金的研究进展

ＦｅＴｉ系贮氢合金是一类重要的贮氢材料,作为贮氢介质具有贮氢量大、价格便宜等优点,但活化性能和抗中毒性能较差。本文详细综述了ＦｅＴｉ系贮氢合金的氢化性能、活化机理以及改性处理等方面的内容。     

V基贮氢合金的研究进展

介绍了近几年V基贮氢合金的研究进展，总结出V基合金具有如下特点：室温有效吸氢量可达2.4wt％以上，吸放氢循环性能优良，室温平台压力可达几个大气压，放氢效率不高，成本较高，但有可能通过利用廉价钒铁原料制备合金的方式降低成本。同时，提出了后续研发重点。     

附着钛原子的碳纳米管可用作贮氢材料

美国国家标准与工艺研究所报道，根据最新量子计算和计算机模型，附着有钛原子或其它过渡金属的碳纳米管可比最有效的贮氢材料贮存更多的氢分子。碳纳米管的这一功能使它可用作燃料电池的氢源，这意味着，带有钛原子的碳纳米管能够聚集起相当于其自重8％的氢量。这种吸氢量比“自由轿车伙伴集团”（该集团中包括美国能源部和美国汽车三巨头制造商）规定的最低贮氢量要求6％还高出1／3。此外，联到钛原子上的氢分子，在受热时易于放出。这种可逆性吸附是对贮氢材料实用性的另一项要求。     

不同处理状态V-60%（TiCrFeMn）的吸放氢特性

热处理工艺是改变金属材料微观组织结构和性能的常用手段,考察了退火和淬火以及淬火加低温回火对用FeV80中间合金代替纯钒制备的V-60%（TiCrFeMn）贮氢合金循环性能的影响。与退火处理相比,合金初始吸放氢量和平台压在淬火后均出现下降,合金的容量保持率提高。通过淬火,合金的成分均匀性虽然得到了改善,但合金放氢后会出现TiH2化合物相,TiH2化合物相所储存的氢无法在测试条件下放出,导致淬火后合金放氢量偏小。淬火后再低温回火,消除了一部分晶格微应力,合金的性能有一定改善。     

V、Fe对TiMn2储氢合金性能的影响

为改善TiMn2储氢合金的吸放氢性能，采用Fe或Fe、V取代合金中的部分Mn元素进行合金化改性。XRD（X-ray diffraction)分析表明Fe和V的同时引入使合金的相组成由TiMn1-2转变为TiMn1-2和δMnV相共存。P-C-T(Pressure-composition-temperature)测试结果表明，部分Mn被取代后合金吸放氢的滞后效应减小，储氢量提高。根据不同温度下的P-C-T测试结果求出吸氢焓变和熵变值，TiFe0.1Mn1.9和TiFe0.1V0.2Mn1.7合金的吸氢焓变分别为-36.9kJ/molH2和-21.9kJ/molH2。     

包覆钯和镍后MmNi5基贮氢合金的电极特性

Ｍｍ＿（０．９）Ｔｉ＿（０．１）Ｎｉ＿（３．９）Ｍｎ＿（０．４）Ｃｏ＿（０．４）Ａｌ＿（０．３）合金包覆１０ｗｔ％钯－镍后，电极循环寿命和快速充放电性能有明显提高。同时，钯是较好的吸氢元素，这也提高了负极贮氢合金的电容量利用率。包覆钯－镍的贮氢合金电极２００次循环后电容量仅下降３％。     

氢气安全贮运装置

开发一种以贮氢合金安全贮运氢气的技术装置。讨论了改善与提高贮氢合金粉体床传热、传质性能的若干关键技术。介绍一种贮运氢量为 ４×８０ Ｎｍ ３ 贮运氢集装箱装置的结构、性能、特点及其适用范围。该贮运装置直接以车载往返于用氢及氢源两地， 贮运非常安全。当以 ５０％ ～９８％ （体积分数） 氢为原料， 经贮运装置吸氢、净化后， 可提供 ４ Ｎ～６ Ｎ 各种级别纯氢。