贮氢材料钒基固溶体合金的研究进展

钒基固溶体合金是一类重要的贮氢材料.概述了金属钒的氢化特性,讨论了钒基固溶体合金有效贮氢量低的原因;综述了合金组元及非金属杂质元素对钒基固溶体合金性能的影响,在吸氢主要元素钒基中添加其它元素(Ti、Ni、Cr、Mn、Fe、Hf、Zr、Nb、Co、Al、Si等)有利于提高合金的贮氢性能.     

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。     

Mg-Ni基贮氢合金的研究进展

Mg-Ni基贮氢合金以其比容量高、成本低而倍受关注。就近年来有关Mg-Ni基贮氢合金在多元合金化、表面处理、热处理、活化处理上的研究现状作一简要概述。     

用工业V205直接制备钒基固溶体贮氢合金

研究了五氧化二钒直接制备钒基固溶体贮氢合金的方法.分析测试了合金的化学成分、组织结构和贮氢性能.结果表明,用工业五氧化二钒可以合成钒基固溶体贮氢合金V3TiN0.56Al0.2;PCT曲线表明该合金已具备平衡吸放氢的性能,吸放氢容量为1.8×10-4m3/g;合金中含有少量的氧化物夹杂,但通过真空感应精炼,可使夹杂含量降低.     

钒基贮氢合金氢化反应生成焓的计算模型

在研究钒基固溶体贮氢合金的焓变、组成和键参数之间关系的基础上,建立了合金氢化反应焓变的半经验数学模型,得出影响生成焓的主要因素和影响程度.结果表明,在所研究的合金体系中电负性差和电子浓度越小、原子尺寸因素越大,合金的生成焓负值越大,合金氢化物越稳定.     

钒基贮氢合金的公斤级熔炼工艺与性能改善

研究了V-60%(TiCrFeMn)贮氢合金的公斤级熔炼工艺和热处理工艺,采用真空中频感应和非自耗真空电弧熔炼两种不同的熔炼方法制备公斤级钒基贮氢合金,采用高温退火方法改善合金的性能.结果表明,采用真空中频感应熔炼的合金由于熔炼过程中合金液与坩埚反应,致使合金含氧量过高,合金性能恶化,而采用非自耗真空电弧熔炼的合金表现...     

用工业V2O5直接制备钒基固溶体贮氢合金

研究了五氧化二钒直接制备钒基固溶体贮氢合金的方法.分析测试了合金的化学成分、组织结构和贮氢性能.结果表明,用工业五氧化二钒可以合成钒基固溶体贮氢合金V3TiN0.56Al0.2;PCT曲线表明该合金已具备平衡吸放氢的性能,吸放氢容量为1.8×10-4m3/g;合金中含有少量的氧化物夹杂,但通过真空感应精炼,可使夹杂含量降低.     

V3TiNi0．56Alx贮氢合金充放电性能和吸放氢性能研究

用自蔓延高温合成法制备了钒基贮氢合金V3TiNi0．56Alx（x=0．1、0．3），用EDXRF、XRD等方法分析了合金的组织成分，并对合金进行了充放电性能和吸放氢性能测试。结果表明：随Al含量增加，合金的最大放电容量和吸氢量均减小，但循环稳定性提高；合金的放氢平台均在0．5MPa附近，随Al含量增加，平台宽度变窄、平台倾斜度增加。     

复合贮氢材料技术研究

实验研究了几种复合贮氢材料， 包括贮氢材料中毒后与铝粉压块， 贮氢材料镀铜后与铝粉压块， 贮氢材料＋ 造孔剂＋铝粉压块真空烧结以及贮氢材料颗粒与铝屑 （或铝屑＋ 铝粉） 混合成复合材料直接装填等。结果表明， 新的复合材料技术在解决氢化物床中贮氢合金粉化、堆积导致的容器变形、开裂以及提高床中粉体材料的热传导等具有良好的效果。     

Ti-V基固溶体/AB5型镧镁基合金复合储氢材料的结构与电化学性能

两步电弧熔炼法制备Ti_0.10Zr_0.15V_0.35Cr_0.10Ni_0.30 + 5wt% La_0.85Mg_0.25Ni_4.5Co_0.35Al_0.15复合储氢合金, X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能谱(SEM-EDS)显示: 复合储氢合金的主相是体心立方结构的钒基固溶体相和六方结构的C14 Laves相, 复合过程中生成了第二相. 电化学研究表明: 复合过程中存在明显的协同效应; 在303 K时, 复合合金电极的实际最大放电容量为361.8 mAh/g; 在233 K时, 复合合金电极的低温放电能力(LTD)是母体合金电极的4.05倍. 与母体合金电极相比, 复合合金电极的高倍率放电性能(HRD)提高了26.87%, 电荷转移电阻(R_ct)减小了37.25 mΩ, 同时交换电流密度(I₀)增大了115.45 mA/g, 合金体内氢的扩散系数(D)增大了6.13×10^-10 cm²/s.     

贮氢合金V3TiNi0．56Alx耐碱液腐蚀性能研究

钒基固溶体贮氢合金V3TiNi0．56由于其可逆吸放氢量大，作为镍氢电池负极材料有很大的应用前景。但合金的耐碱液腐蚀性能差，导致合金循环寿命短达不到应用要求。主要研究了合金元素Al对钒基固溶体贮氢合金耐碱液腐蚀的影响。测试V3TiNi0．56Alx合金电极的腐蚀电位、均匀腐蚀全浸试验过程中的质量损失率和组织变化，发现：V3TiNi0．56Alx合金中Al含量增加，腐蚀电位正移，腐蚀质量损失率减小，晶界的网状结构消失速度变慢，耐碱液腐蚀性能提高。     

镁基储氢材料的研究进展与发展趋势

对近年来镁基储氢材料的研究开发概况、制备技术以及应用研究等方面进行了系统阐述,分析了影响镁基储氢材料储氢性能的主要因素,总结了采用机械合金化法、储氢合金组元部分替代、添加催化剂制成复合材料及表面改性等方法可以有效改善储氢性能,并对镁基储氢材料研究中存在的问题以及今后的发展方向进行了探讨与展望.     

Ti0.096V0.864Fe0.04合金的储氢性能研究与物相分析

研究了Ti0.096V0.864Fe0.04合金的储氢性能、热力学特性及吸放氢物相变化.研究结果表明,该合金具有较好的吸放氢压力平台特性,合金的20℃最大吸氢量达到3.75%(质量分数),氢化物生成焓变△H°为-26.6kJ·(mol H2)-1,熵变△S°为-102.5J·(K·mol H2)-1.合金颗粒度、吸放氢循环次数对合金的吸氢速度都有较大影响.该合金具有较好的抗粉化能力,经过10次吸放氢循环后合金粉的平均粒径比吸氢前仅减小约1/5.XRD及SEM分析表明,合金未吸氢前是由单一的体心立方(BCC)结构的钒基固溶体相组成;4MPa下吸氢后生成大量面心立方(FCC)结构的Ti0.096V0.864Fe0.04H2.01和少量体心四方(BCT)结构的Ti0.096 V0.864 Fe0.04H0.81两种氢化物相;50℃下对0.001MPa放氢后,合金中除Ti0.096V00864Fe0.04基BCC固溶体相外,还存在Ti0.096V0.864Fe0.04H0.81氢化物相.     

钒基储氢合金的研究进展

钒基固溶体储氢合金具有高的储氢密度,并且室温下可以吸放氢,具有良好的动力学性能,因此被认为是最有潜力的车载储氢材料之一.介绍了金属钒吸放氢特性,概述了钒基储氢合金的研究进展,就近年来改善钒基储氢合金性能的方法进行了总结,并对钒基储氢合金的稳定性及应用成本等问题进行了探讨.最后,对铳基储氢合金亟待解决的问题及发展方向进行了展望.     

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。     

La-Mg-Ni系储氢合金的电化学性能研究进展

综合分析了La-Mg-Ni系储氢合金中La-Mg-Ni合金、La-Mg-Ni-Co合金、不含Co的多元La-Mg-Ni系合金和含Co的多元La-Mg-Ni系合金的的电化学性能,特别是最大放电容量、循环充放电性能和高倍放电性能。发现La-Mg-Ni-Co合金中的La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5的综合电化学性能最好,最大放电容量达到420.5mAh/g,循环放电性能S70为92.9%和高倍放电性能HRD900达到87.7%。Co元素的添加可以有效提高合金的最大放电容量和循环放电性能,其高倍放电性能相比多元La-Mg-Ni系合金有所增加,但是对于La-Mg-Ni合金反而降低。可见,元素的增加和复杂化对多元La-Mg-Ni系合金的综合电化学性能帮助不大。     

储氢材料65Mg35C用于噻吩加氢的研究

以氢气反应球磨法制备出储氢材料65Mg35C,并利用储氢材料加热放出的高活性氢与噻吩发生加氢反应,采用TEM、XRD、DSC及自行设计的排水法放氢装置等对噻吩加氢反应前后的储氢材料进行性能测试及结构表征。分别研究了反应温度和反应时间对噻吩加氢反应的影响,并分析了加氢产物。结果表明,储氢材料与噻吩的加氢反应是在一定温度范围内进行的,同时也要考虑储氢材料的放氢温度,温度低于300℃或高于400℃时均不利于反应的进行;在一定温度下,储氢材料对噻吩加氢反应的时间短有利于产物H2S气体的逸出,时间过长有利于H2S和放氢后储氢材料中的高活性单质Mg发生反应;常压下,在适宜的反应温度范围内,储氢材料对噻吩具有加氢脱硫作用。