表面氧化层对TiMn1.25Cr0.25储氢合金活化性能的影响

通过TiMn1.25Cr0.25合金粉活化前在空气中暴露不同的时间,探讨了表面氧化层的形成对其活化性能的影响。活化测试结果表明：合金的活化难度随着合金在空气中暴露时间的延长而加大。俄歇电子能谱(AES)结果表明,在空气中暴露后的合金表面形成了一层大约6nm-10nm厚的表面氧化层,正是这层氧化层的形成加大了合金的活化难度。扫描电镜(SEM)结果表明合金的活化过程与合金的碎化有着密切的联系。     

碳对TiMn1.25CF0.25合金储氢行为的影响

研究了碳对TiMn1.5Cr0.25合金的活化与吸放氢性能的影响.碳的添加改善了合金的活化性能.俄歇电子能谱深度剖析结果表明,碳的添加没有抑制合金表面氧化层的形成,但导致了合金表面的Mn/Ti比率接近于合金的基体成分,这可能是合金活化性能改善的原因之一.PCT测试结果表明,随着合金中碳含量的增加,合金的吸放氢平台压力上升,同时吸氢量有所下降,这是由于碳的添加导致合金晶格参数减小以及合金中TiC相形成所致.随着合金中碳含量的增加,TiM1.25Cr0.25合金的吸放氢循环衰减减少.     

镁基储氢合金电化学性能影响因素的研究进展

综述了目前镁基储氢合金的种类,总结了影响镁基储氢合金电化学性能的三方面因素,详细介绍了目前元素替代、合成方法及合金改性对储氢合金的影响,并对其做出展望.     

钛基储氢合金的研究进展

钛基储氢合金储氢性能较好、成本低、储氢系统设计简单,因而备受关注。以提高合金氢化物热力学稳定性和储氢容量为出发点,简述了Ti-Fe、Ti-Cr、Ti-Mn、Ti-Zr、Ti-V系钛基储氢合金的研究进展,重点阐述了元素的置换或添加、制备工艺及热处理等对钛基合金储氢性能的影响,同时简述了提升钛基储氢合金活化性能的方法与措施,并对钛基储氢合金的发展前景进行了展望。     

Mg-Ni-Nd合金的熔旋及退火组织特征和储氢性能

贫弱的吸氢-脱氢动力学是由于Mg基合金中单质Mg原子缺乏分解H2的结果，并且在Mg合金表面形成的氢化物也阻碍了H原子向基体中的进一步扩散。添加催化剂是解决这些问题的有效途径。富Mg的Mg-Ni-RE和Mg-Pd-RE合金在前期工作中，显示出高的储氢能力和优良的吸氢-脱氢行为，此时，稀土元素如La或Nd被认为是促使H2分子分解、H原子迁移的有益催化剂。并且，细化基体晶粒尺寸是提高吸氢及脱氢动力学的另一有效方法。此时，氢原子可大量沿晶界迁移，减小氢化物层厚度。细化Mg合金组织的方法有机械合金化和熔旋法。日本材料研究工作者首次利用…     

V-Ti-Cr-Fe合金的储氢性能研究

研究了V（30％）-Ti（15％～55％）-Cr（7％～43％）-Fe（2％～18％）（原子分数，下同）四元合金的储氢性能。结果表明：V-Ti-Cr-Fe四元合金的吸氢量与有效吸氢量主要由Ti／（Cr＋Fe）比决定，当Ti／（Cr＋Fe）=1时，合金具有最好的吸放氢性能。随着Ti／（Cr＋Fe）比升高，合金的晶格常数增大，氢化物的生成焓增大，放氢平台压力降低。在298K时，V30Ti35Cr25Fe10合金的吸氢量达到3．6％（质量分数，下同），有效吸氢量达到2．0％。     

Si元素对Ti基储氢合金电化学性能的影响

为了改善Ti基储氢合金的电化学性能，采用Si元素部分替代Mn元素的方法，分析研究了Ti基储氢合金Ti03Zr0．225V0.25Mn0．25-xNi0.5Six的相结构及电化学性能。结果表明，合金均由六方结构的C14型Laves主相和立方结构的TiNi第二相构成；随着Si元素替代量x的增大，合金的活化性能降低，而循环稳定性得到很大程度的改善。     

退火热处理对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金结构和性能的影响

采用中频感应熔炼制备Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金,在0.03 MPa氩气氛围进行退火,退火温度分别为850,900和950 ℃,保温时间均为7 h。分别对合金的电化学性能、气态储氢性能和合金的微观结构进行研究。结果表明,合金在退火热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,Co)7相和CaCu5型NdNi5相。合金中晶粒尺寸随着退火温度的升高而增大,相界面则减少,退火消除晶格应力、增加成分均匀性、增加储氢容量;同时有部分Mg在热处理过程中损失导致储氢容量的下降。900 ℃热处理使得Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5合金表现出较好的储氢性能,最大电化学放电容量为359 mAh/g,合金电极在100次循环后容量保持率为90.3%,气态储氢容量达到1.65%（质量分数,下同）。     

热处理温度对LaNi3.8Al1Mn0.2合金储氢性能的影响

对热处理(1173K, 1223K, 1273K, 1323K)前后LaNi3.8Al1.0Mn0.2合金的研究表明,热处理前后合金均由一个主相,三种第二相组成。热处理后第二相后变小,分布更加弥散,第二相中LaNi2变为LaNi相,晶胞参数和晶胞体积增加,活化性能变差,但吸放氢平台压降低,吸放氢平台的斜率和滞后变小,合金的吸氢速度显著变快,吸放氢焓变和吉布斯自由能的绝对值增大,而吸氢量未见明显变化。随着热处理温度的升高,晶胞参数和晶胞体积先增大后减小,吸放氢平台压先降低后升高,斜率先增大后减小,滞后先减小后增大,而焓变和自由能的绝对值先增加后减小,在1223K分别达到最大和最小值,而热处理温度的升高使活化性能和动力学性能略有提升。     

TiMn1.25-5yCr0.25(V4Fe)y合金的储氢性能

通过V4Fe对Mn的替代，系统研究了储氢合金TiMn1．25—5yCr0．25(V4Fe)y，(y=0.002，0．04，0．06，0．08)的储氢性能。XRD结果显示：合金为C14型Laves相结构，合金的晶胞参数随着V4Fe量的增加而增大。PCT结果表明：适量的V4Fe替代Mn可增加合金的储氢量，降低平衡压和减少滞后。退火处理可使合金的相结构均匀化，进一步改善合金的储氢性能。TiMn0.95Cr0.25(V4Fe)0.06合金在1223K下退火处理6h后，最大和有效储氢量分别为2．0％和1．75％(质量分数)，且滞后效应小，适合于作为质子交换膜燃料电池的供氢源。     

退火对La0.75Mg0.25Ni3.5 Co0.4贮氢合金电化学性能的影响

为了改善La-Mg-Ni-Co系合金电极的循环稳定性,对铸态合金La0.75Mg0.25Ni3.5 Co0.4在0.3MPa压力氩气保护下进行不同温度的退火(1123,1223和1323K),保温时间均为10h.研究了退火温度对合金的电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)分析结果表明,铸态及1123K温度退火后合金主要由LaNi5,(La,Mg)2(Ni,Co)7相以及少量LaNi2相组成;退火温度为1223和1323K时,合金中LaNi2相消失,合金主要由LaNi5,(La,Mg)2(Ni,Co)7及(La,Mg)(Ni,Co)3相组成.随退火温度升高,最大放电容量从341.2mAh/g增加365.8mAh/g;循环稳定性得到改善,100次充放电循环后容量保持率从铸态合金的58.63%提高到1323K时的72.91%.     

退火对稀土系AB5低钴贮氢合金的影响

为提高多元替代低钴贮氢合金MlNi3.8 Al027 Mn0.36 Co0.24 Cu0.15 Cr0.1 Zn0.05 Fe0.05的电化学性能,研究了850℃与1050℃两种温度退火对合金的微观结构、组织以及电化学性能的影响.XRD分析表明,退火降低了合金的晶格应力和缺陷,同时使得合金的单胞体积增大.电化学测试结果表明,退火合金的放电容量明显提高,其中1050℃退火后合金的最大放电容量达到315mAh/g,比铸态合金提高26mAh/g.退火使得合金的高倍率放电性能略有降低,但仍达到96%,退火提高了合金的循环稳定性.     

Li掺杂对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

采用粉末烧结法,制备了一系列掺杂Li的AB5型稀土贮氢合金,并研究了Li掺杂量对贮氢合金MlNi3.55Mn0.40Al0.30Co0.70Lix相结构和电化学性能影响.结果表明:随Li掺杂量的增加,合金的晶胞参数c、c/a和晶胞体积V也随之增大;适量Li(x≤0.20)掺杂对合金的电化学容量有所提高,MlNi3.55 Mn0.40 Al0.30 Co0.70 Li0.20合金的0.2C放电容量达到273.53 mA·h/g;掺杂Li能改善合金的高倍率放电性能,当Li的含量为0.20～0.30时,合金的高倍率放电性能最好;掺杂Li能不同程度地提高贮氢合金的充放电循环稳定性,当x=0.20时,其循环性能最好,MlNi3.55Mn0.40Al0.30Co0.70Li0.20合金200次循环的电容与最大电容的比率(S200)达86.2%,但当Li掺杂量大于0.50时,合金的循环性能反而下降.     

Zr在Mg2Ni储氢合金中的作用

采用感应熔炼法制备了Mg2Ni1-xZrx(x=0、0.2、0.4)合金,研究了Zr的添加对Mg系储氢合金储氢性能的影响。对合金的成分和微观组织进行分析,结果表明,Zr较难融入到合金,但是Zr能使得合金晶粒得到细化,且合金中都有Mg2Ni相的形成,有利于吸氢反应的进行。利用PCT测试仪测定了合金的储氢性能,结果表明:添加Zr元素的添加能有效降低Mg2Ni的吸放氢温度,并能有效提高提高合金的吸氢量,最高吸氢量达到4.91wt%。     

热处理对低Co贮氢合金Ml(NiCoMnAlFe)_5电化学性能的影响

系统研究了热处理对低Co贮氢电极合金Ml(NiCoMnAlFe) 5 电化学性能的影响。结果表明 ,铸态合金的放电容量为 2 97mA·h/g ,经 2 68次充放电循环后的容量保持率为 68% ;经热处理后 ,合金的放电容量提高至30 2mA·h/g ,2 68次充放电循环后的容量保持率提高至 80 % ,热处理提高了合金的放电容量和循环稳定性 ;同时发现热处理会导致合金高倍率放电特性的恶化。XRD测试表明 ,热处理降低了晶格应力与晶格缺陷 ,改善了合金的成分均匀性 ,从而提高了合金的放电容量和循环稳定性。     

退火对快淬法制备的LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金组织和储氢性能的影响

采用熔体旋淬法制备了LaNi4.25Al0.75合金,用XRD、SEM及吸氢PCT曲线(压力-组成等温线)和动力学测试等方法,研究了退火处理对合金结构和储氢性能的影响。XRD测试结果表明,退火后,合金保持CaCu5结构,但晶粒变大。PCT和动力学测试结果表明,经过退火处理的合金与快淬态相比,吸氢量增加,吸氢平台变宽,吸氢速度变快。     

复相La-Mg-Ni系贮氢合金的退火研究进展

退火处理对复相La-Mg-Ni系贮氢合金的组织和电化学行为影响较大,介绍了近年来La-Mg-Ni系贮氢合金退火后,合金中Mg含量、微观结构、压力-组成-温度(PCT)特性曲线以及电化学行为的研究状况.分析了复相La-Mg-Ni系贮氢合金的发展应用仍需解决的问题,旨在为提高贮氢合金的电化学性能提供思路和依据.     

淬火温度对Nd1.5Mg0.5Ni7储氢合金相结构的影响

通过对不同温度淬火的Nd₂Ni₇和Nd_1.5Mg_0.5Ni₇样品粉末进行X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜/能谱分析(SEM/EDS),研究了Nd_1.5Mg_0.5Ni₇合金淬火后的相结构。结果表明,淬火后,Nd_1.5Mg_0.5Ni₇三元合金主要由Ce₂Ni₇型相和Gd₂Co₇型相组成;淬火温度对合金主相晶格常数几乎没有影响;Mg的加入促进了低温相的形成,并减少了杂质相的生成。     

Influences of heat treatment on electrochemical characteristics of La0.75Mg0.25Ni2.8Co0.5 hydrogen storage electrode alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｒｉｎｇｔｈｅｌａｓｔｄｅｃａｄｅ ,ｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｔｈｅｎｉｃｋｅｌ/ｍｅｔａｌ ｈｙｄｒｉｄｅ (Ｎｉ/ＭＨ )ｓｅｃｏｎｄａｒｙｂａｔｔｅｒｉｅｓｈａｓｂｅｅｎｇｒｏｗｉｎｇｒａｐｉｄｌｙｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙ ,ｈｉｇｈＨＲＤ ,ｌｏｎｇｃｈａｒｇｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｙｃｌｅｌｉｆｅａｎｄｆｒｉｅｎｄｌｙｅｎｖｉ ｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[14 ] .Ｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅａｌｌｏｙｓ ,ａｓｔｈｅｎｅｇ…     

Surface analysis, hydrogen adsorption and electrochemical performance of alkali-reduce treated hydrogen storage alloy

The hydrogen storage alloy powders (M1Ni4.0Co0.6Al0.4, M1 = rich-La mischmetal) were treated in a hot 6 mol/L KOH 0.02 mol/L KBH4 solution, the surface compositions and chemical states of the treated and untreated alloys were analyzed by XPS and EDX, the hydrogen adsorption on the surface of these alloys was evaluated by thermal desorption spectroscopy (TDS), the effects of the surface treatment on the electrochemical performances of the alloy electrodes were investigated. The results show that the hydrogen adsorption is greatly strengthened by the surface modification, and hence leads to marked improvement in the electrocatalytic activity, the treated alloy exhibits higher exchange current density and lower apparent activation energy for the hydrogen electrode reaction than the untreated alloy.