Ti-Cr-Mn-M(M-V、Fe、Ni、Cu)合金的储氢性能

为改善Ti(Cr-Mn)2 AB2型合金的储氢性能,采用A侧过化学计量和过渡金属部分替代Mn进行多元合金化,系统研究了Tix(Cr-Mn-M)2(x=1.0,1.1;M=V、Fe、Ni、Cu)合金的储氢性能.研究结果表明,V、Fe、Ni、Cu部分替代Mn进行多元合金化后,合金主相仍保持C14(MgZn2)型Laves相,合金晶胞体积增大.合金化元素部分替代Mn后合金的活化性能得到明显改善,合金吸放氢量增大,吸放氢压力滞后减小.除Fe使合金放氢平台压力有所升高外,其余合金化元素均使合金的吸放氢平衡压力有不同程度的降低,这是由于合金的晶胞体积增大所致.在所形成的合金中,以Ti1.1Cr1.2Mn0.5CuO0.3的综合性能最好,其室温下吸放氢量分别达到1.95%和1.72 9,6(质量分数).采用该合金与自制的轻质高压储氢容器(工作压力为40MPa)复合组成金属氢化物复合式高压储氢器,对其储氢密度的计算结果表明,当储氢合金的填充量(体积分数)达到0.20时,该复合式储氢器总的体积储氢密度将提高57%.     

储氢技术前景看好 汽车氢燃料的储存得到了新材料的大力支持

汽车专家希望氢燃料汽车能在储满燃料之后至少走484km。传统的压缩储氢法是将气体压缩到7030000kg／m^2，或者将其冷却到可液化的低温（约-252℃）T。这些方法只能获得在油箱空间中储存足够燃料所需能量密度的一半。几年前，研究人员认为氢可以用化学方法从随车携带的液化碳氢化合物（如甲醇）中提取。但这些想法都没有成功。通用汽车公司和加州Malibu的HRL实验室的科学家们报道了两种储氢技术上的进展——低温吸附和复杂金属氢化物的分解。     

La_(1-x)Y_xNi_(4.8)Mn_(0.2)合金的储氢性能

研究了元素Y(钇)对La_(1-x)Y_xNi_(4.8)Mn_(0.2)(x=0.6,0.7,0.8)合金储氢性能的影响,结果表明:La_(1-x)Y_xNi_(4.8)Mn_(0.2)合金为CaCu_5型六方结构;随着Y含量的增加,晶格参数a和晶胞体积V减小,而c几乎不变,c/a线性增大;随着Y含量的增加,合金的吸放氢平台压显著升高,吸氢量减少,吸放氢平台斜率S和滞后系数_f略有增加,滞后系数H_f与XRD(111)峰的半高宽(FWHM)值的变化有着很好的对应关系,抗粉化性能提高。当Y含量x=0.8时,合金的吸放氢动力学综合性能最好。     

钛-氢体系的物理化学性质

综合评述了钛一氢体系的物理化学性质。钛是一种具有同素异型转变点L（1155K）的吸氢金属,氢在α钛和β钛中有不同的溶解度,在Tc以下易形成具有面心立方晶格结构的TiH2,氢原子溶解在晶格中,占据四面体间隙位（T）。钛加热吸氢时晶格发生膨胀,产生体胀效应,当温度降低时氢化物又会沿惯习面发生偏析。氢在钛中的扩散在高温时表现为正常扩散即lnD与1／T呈直线关系,在低温时存在隧道扩散。钛一氢体系的热力学p—c-T曲线表现出良好的平台性且在高于593K时存在两个平台。测定了钛一氢体系的反应的动力学扩散活化能和表观活化能。     

CeF3改性2LiNH2-MgH2-0.1LiBH4材料的储氢性能

采用球磨法制备了CeF3改性2LiNH2-MgH2-0.1LiBH4复合储氢材料(以下简称LiMgBNH材料),对其吸放氢性能进行了研究.结果表明,在LiMgBNH中添加6 wt％的CeF3后样品起始放氢温度约为110℃,比原始样品降低了约10℃.CeF3改性的样品在放氢过程中,出现了3个放氢峰,其中第一个放氢峰的峰值温度比未添加CeF3样品降低了约23℃,并且在140℃下CeF3改性的样品线性放氢区域的放氢速度约为原始样品的3.1倍.在温度低于180℃时,CeF3对LiMgBNH材料放氢性能的改善作用显著.当温度高于180℃,由于Li4(BH4)(NH2)3的形成对LiMgBNH材料放氢性能的改善作用显著,CeF3的作用减弱.CeF3改性LiMgBNH材料具有较为优异的循环吸放氢性能.分析了CeF3在LiMgBNH体系放氢过程中的作用机理.     

共价有机骨架储氢性能的研究进展

共价有机骨架(COFs)具有良好的热稳定性,大的表面积,高的孔隙率和极低的密度,因而显示出优异的储氢性能。重点介绍了COFs储氢性能的研究进展和目前存在的问题,提出了今后的研究重点和发展方向。     

高容量储氢材料的研究进展

高容量储氢材料在燃料电池和储热等方面有着良好的潜在应用.从高体积密度(kg/m3)和高储氢质量分数两个方面综述了高容量储氢材料的国内外研究近况.从材料组成、制备工艺、材料的组织结构以及催化剂应用等方面重点评述了Mg2FeH6、LiBH4、NaBH4、LiAlH4、NaAlH4等储氢材料的研究进展,指出高容量储氢材料今后中长期研究的重点是NaAlH4、Mg2 FeH6等络合氢化物以及催化剂.     

储氢材料的研究现状与进展

对狭义的储氢材料进行了简要介绍,总结归纳了金属氢化物、纳米储氢材料和配位氢化物等几种主要储氢材料的特点.概述了制备储氢材料所用的几种主要方法:高温熔炼法、机械合金化法、氢化燃烧合成法、化学合成法和烧结法,并对目前的研究现状进行了归纳和评述,展望了未来储氢材料及其制备方法的发展方向.     

燃料电池车车载储氢系统的技术发展与应用现状

综述了燃料电池车车载储氢系统技术，包括高压氢、液氢、金属氢化物、低温吸附、纳米碳管高压吸附以及液体有机氢化物等的研究进展及其车载应用现状。参照燃料电池车对车载储氢系统单位重量储氢密度与体积储氢密度的目标要求，对目前已应用和处于研发阶段的一些储氢技术的性能指标和存在问题进行了分析讨论。同时对目前该领域的若干新的研究报道，如超高压轻质复合容器、混合储氢容器、b.c．c．储氢合金、超级活性碳和“浆液”双相储氢等，也作了简要介绍。     

金属及化合物添加法对MgH2储氢性能的改进研究

近年来,氢化镁(MgH2)因具有较高的理论储氢容量而成为较有潜力的储氢材料之一,但由于MgH2在吸放氢反应过程中较差的热力学和动力学问题,抑制了它的实用化进程,因此需要对其储氢性能进行改善。综述了目前所采用或正在研究的改善氢化镁储氢性能的方法,即金属及化合物添加法,具体包括元素取代法、添加过渡金属氧化物或氟化物法等,比较了各种方法改善氢化镁储氢性能的优缺点,并指出其相关发展趋势。     

Ni、Ti单独/复合掺杂对MgH2组织结构与解氢性能的影响及机理

镁氢化物(MgH_2)解氢温度偏高是目前制约其实际应用的主要瓶颈。采用机械球磨方法制备了MgH_2、MgH_2-10%Ni、MgH_2-10%Ti、MgH_2-15%Ni-5%Ti(质量分数)四种不同储氢体系,借助XRD、SEM、DSC等检测手段表征了不同体系的组织结构与解氢性能,并就Ni、Ti单独与复合掺杂对MgH_2解氢性能的影响机理进行了分析。结果表明:Ni、Ti单独掺杂时,较纯MgH_2球磨体系而言,MgH_2颗粒与晶粒尺寸减小且均匀,颗粒团聚现象缓解,初始解氢温度明显降低,其原因在于少量Ni、Ti原子固溶于MgH_2基体,导致其晶格变形、结构稳定性降低,其中,Ni的固溶效果尤为明显;而Ni、Ti复合掺杂时,由于球磨过程中NiTi新相的出现,导致MgH_2颗粒与晶粒细化效果较单独掺杂时有所减弱,然而球磨体系的初始解氢温度较单独掺杂时却进一步降低,实现了Ni、Ti两种元素的协同固溶效应。     

水热合成镍铜复合磷化物及其电催化析氢与肼氧化性能

以镍网(NM, Nickel Mesh)为基体、NaH₂PO₂·H₂O为磷源、CuSO₄·5H₂O为铜源、NiSO₄·6H₂O为镍源, 采用一步水热法合成镍铜磷复合电催化剂, 对制备工艺进行优化, 并通过不同方法进行形貌、结构、组成和电催化性能表征。结果表明：当溶液中镍、铜、磷的配比为8: 1 :20时, 在140 ℃水热合成24 h, 制得主晶相为Ni₂P和Cu₃P、具有三级微纳结构的镍铜磷复合电催化剂。在电流密度为10 mA·cm ^-2时, NiCuP/NM的催化析氢及肼氧化过电势分别为165和49 mV; 在双电极体系中, 同电流密度下的分解槽压仅为0.750 V, 催化24 h后分解槽压几乎保持不变, 展现出优异的催化稳定性。无论三电极体系还是双电极体系均表现出优异的催化活性。分析认为, 电催化活性面积为空白镍网的近14倍, 为电催化过程提供了大量的活性位点; 掺入P改变了Ni、Cu原子的电子结构, 提高了材料的本征肼氧化活性, 两者的协同作用促进了电催化活性的提升。本研究为纳米尺度的合成提供了一个新的视角, 有望推动新型纳米孔结构材料在燃料电池和传感器应用中的发展。     

Ml_βMm_(1-β)(NiCoMnTi)_5贮氢合金的电化学性能和Rietveld分析 (1)电化学性能

在 AB5型混合稀土 -镍系贮氢多元合金的研究中 ,为设计高性能的 AB5型贮氢电极合金 ,人们对其 B侧多元合金化和 A侧稀土组元分别进行了系统地研究。在 B侧金属多元合金化研究工作比较成熟的基础上 ,进行贮氢合金中稀土组元的综合优化研究 ,是挖掘提高 AB5型合金性能另一重要途径。 La、Ce、Nd和 Pr含量及比例对 RE( Ni Co Mn Ti) 5合金电化学性能有很大影响 ,但添加纯 La,Ce和 Nd来调整其稀土成分 ,价格昂贵。本工作通过对 RE( Ni Co Mn Ti) 5合金中稀土组元 ( RE=MlβMm1-β)进行组合优化研究 ,主要还是依赖于市售的混合稀土金属原材料 ,利用不同种类的混合稀土中 L a、Ce、Nd和 Pr组元相应变化 ,来调整其稀土成分。结果表明 ,Ml:Mm比例对其电化学有显著影响。Ml0 .85Mm0 .15( Ni Co Mn Ti) 5对应合金具有最高放电容量为 2 80 m A h/ g和较好的循环寿命 ,并采用Rietveld精细结构法分析 La、Ce、Nd和 Pr作用机理。     

ZnO-Sb2O3烧结体系的电导和气敏性能

采用金属蒸气氧化的方法制备了四针状ZnO和近球形Sb2O3纳米颗粒．检测了基于ZnO—Sb2O3烧结体系的电导和气敏性能，通过XRD分析不同重量百分比的ZnO和Sb2O3混合粉末在烧结后的物相变化，据此讨论了ZnO—Sb2O3烧结体系的电导和气敏性能的变化。结果表明：纳米颗粒可以在较低的烧结温度下发生固相反应，并且生成的复合氧化物ZnSb2O6和Zn2.33Sb0.67O4对烧结厚膜的电导和气敏性能起调控作用。     

室温下负载金属炭材料储氢的溢流机理研究

阐述了氢溢流机理的基本概念,总结了氢在负载金属上的吸附位置和解离方式、氢在金属颗粒与炭材料间的扩散方式、氢在炭表面上的吸附位和解吸机理。指出了负载金属炭材料在储氢应用中的多元合金和表面官能团等研究方向。     

热处理对LPC(NiCoAlMn)_(5.0)贮氢合金电化学性能的影响

研究了不同温度 (673K、1 1 73K、1 3 73K)热处理对贮氢合金活化性能、放电容量以及高倍率放电等电化学性能的影响。结果表明 ,1 1 73K、1 3 73K热处理后 ,合金充放电循环稳定性及高倍率放电性能得到改善。其中 1 1 73K热处理合金在 0 .4C充放电时最大放电容量与铸态合金相比没有下降 ,而循环稳定性及高倍率放电性能有明显的改善 ,具有优良的综合电化学性能     

改性双马来酰亚胺共聚树脂体系及其复合材料性能的研究

以二苯甲烷双马来酰亚胺与二烯丙基双酚A 为共聚单体, 在适当的催化剂等作用下, 制备了一种改性双马来酰亚胺共聚树脂。对这种改性双马来酰亚胺共聚树脂的溶解性能、固化反应机理和固化反应动力学进行了研究。对这种树脂固化物及其玻璃纤维增强的复合材料力学、电气和耐热性能也进行了研究。      

室温固相合成纳米ZnS及其气敏性能研究

以无机盐ZnSO₄·7H₂O和Na₂S·9H₂O为原料,用室温固相化学反应合成了ZnS;用XRD、TEM对产物的组成、大小、形貌进行了表征;用TG-DTA确定了ZnS的稳定温区.结果表明,产物为纳米颗粒,平均粒径为15nm左右,且610℃以下能在空气中稳定存在.另外还采用静态配气法测定了材料的气敏性能,发现ZnS对H₂S有很高的灵敏度,且抗干扰能力强,有很好的应用前景.     

新型Ti—Cu—Ni基储氢合金的非晶化制备与电化学性能

采用先熔炼Ti2Cu再添加Ni粉进行复合球磨的工艺方法探索制备了Ti—Cu—Ni基非晶合金,并研究了Ni粉添加量和球磨时间对合金相结构与电化学储氢性能的影响。结果表明,Ni粉添加量和球磨时间对合金的相结构与电化学性能有显著影响。其中,晶态Ti2Cu熔铸合金的放电容量仅为3．7mAh／g;将其球磨120h后的放电容量仍然只有14．4mAh／g;当添加Ni粉复合球磨120h形成非晶结构后,其放电容量得到明显提高,其中TizCu＋50％Ni复合物的最大放电容量为82mAh／g,Ti2Cu＋100％Ni复合物的最大放电容量达到168mAh／g。同时,随着球磨时间的增加,合金的非晶化程度也增强,放电容量随之提高。研究发现,添加Ni粉进行复合球磨有助于Ti2Cu的非晶化转变,同时Ni还起到良好的电催化作用,改善了合金的电化学性能。