La-Mg-Ni系贮氢电极合金的研究进展

综述了La-Mg-Ni系贮氢合金电极的研究进展,包括合金材料的组成、结构、制备方法及表面处理工艺等,着重介绍了AB3型和A2B7型合金的电化学性能,分析讨论了各种替代元素对合金性能影响的原因,提出了未来La-Mg-Ni系贮氢合金应用研究的方向。     

氢化燃烧合成镁基贮氢合金的研究进展

系统综述了氢化燃烧法制备镁基贮氢合金Mg2Ni的研究进展，包括其制备原理、与其它制备方法的比较、影响氢化燃烧的因素以及材料的贮氢性能。同时简要介绍了氢化燃烧合成Mg-Fe、Mg-Co和Mg-Ni-Cu等贮氢合金的一些研究成果。     

氢化燃烧合成镁基贮氢材料的研究进展

以Mg2Ni为例系统综述了氢化燃烧法制备镁基贮氢合金的进展，包括其工作原理，氢化燃烧法和其它制备镁基贮氢合金方法的比较，影响氢化燃烧的因素以及材料的氢化特性。较为详细地介绍了国内外的研究状况，及简要介绍了合成Mg2FeH6、Mg2CoH5和Mg-Ni-Cu体系等贮氢合金的一些研究成果。指出制备镁基贮氢合金的理想发展方向应该是采用复合方法获得实用产品，来达到低温下吸放氢，具有良好的动力学性能，使用寿命长，低价格的效果。     

Zr0.9Ti0.1(Ni,Co,Mn,V)2+α贮氢合金的制备过程对其性能的影响

测定了Zr0.9Ti0.1(Ni,Co,Mn,V)2+α贮氢合金在铸态、快淬态及快淬合金经不同退火温度处理后的压力-组成-温度曲线,计算了它们的焓变值,测试了其电化学容量.结果表明快淬后的贮氢合金随退火温度的增加,焓变值和放电容量也增加.在1173K温度下退火处理的贮氢合金,其放电容量(379mA@h/g)较铸态合金好,但它的活化性能不如铸态合金.     

化学镀铜对贮氢电极高倍率放电性能的影响

以A2B7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni6.5Co0.5为对象,用不同浓度硫酸溶液浸蚀合金粉末进行化学镀铜,系统研究了未包覆以及表面包覆Cu后对La1.5Mg0.5Ni6.5Co0.5合金电极动力学性能的影响,从动力学的角度对贮氢电极高倍率放电性能进行了分析. 结果表明,与未包覆Cu相比,包覆后合金电极的交换电流密度增大且随着H2SO4浓度的增加而增大. 其极限电流也逐渐增大,从H2SO4浓度为0.025 mol/L时的2166.01 mA/g增加到0.1 mol/L时的2681.93 mA/g. 合金电极中氢的扩散速率得到不同程度的提高. 表明化学镀铜能有效地提高贮氢合金电极吸、放氢过程的动力学性能. 其高倍率放电性能的改善是源于电极表面的电子迁移速率和氢在合金体相中扩散速率共同作用所引起的.     

自蔓延高温合成V3TiNi0.56Al0.2贮氢材料及其电化学性能

钒基固溶体贮氢合金因其贮氢量大而成为近年来研究的热点,但传统的纯金属熔炼成本高,限制了其应用。文中从理论上计算了V2O5-TiO2-Ni-Al体系的绝热温度Tad=2879 K和单位质量反应热q=-2.80 kJ/g,表明能够进行自蔓延高温反应,且自蔓延高温合成法制备出了钒基固溶体型贮氢合金V3TiNi0.56Al0.2,通过实验研究了V3TiNi0.56Al0.2贮氢合金的组织结构和电化学性能。结果表明,组织结构与真空感应熔炼制备的基本相同,V3TiNi0.56Al0.2合金最大放电容量为350 mA.h/g,活化性能较好,但循环性能和高倍率放电能力差。     

La-Mg-Ni系贮氢合金相结构及电化学性能

采用感应熔炼法制备La0.75Mg0.25Ni3.4-xAl0.1Cox (x=0.0, 0.5, 1.0)贮氢合金,研究了合金元素Co对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响. 结果表明,合金由La2Ni7相、LaNi5相及LaMg2Ni9相组成. 随Co含量的增加,合金电极活化次数变化不大,最大放电容量、循环稳定性呈现先增后减的趋势. 合金的最大放电容量和循环保持率分别由x＝0时的316.92 mA.h/g和61.83%增加到x＝0.5时的340.31 mA.h/g和75.21%,而后减少到x＝1.0时的333.22 mA.h/g和66.70%. 而合金的高倍率放电性能降低,当放电电流密度为900 mA/g时,其倍率放电性能由62.49% (x=0)减小到53.68% (x=1.0). 合金电极的极限电流、贮氢合金电化学反应电阻逐渐增大,其高倍率放电性能的降低源于电极表面的电子迁移速率和氢在合金体相中扩散速率的共同作用.     

氢镍电池电极材料电化学性能的研究

本文利用循环伏安和交流阻抗等电化学方法研究了三种贮氢合金表面处理方法（包铜、包镍、包钻）对贮氢合金（MH）电极电化学性能的影响．     

Zr0.9Ti0.1(Ni,Co,Mn,V)2+a贮氢合金的制备过程对其性能的影响

测定了Zr0.9Ti0.1(Ni,Co,Mn,V)2+a 贮氢合金在铸态、快淬态及快淬合金经不同退火温度处理后的压力-组成-温度曲线,计算了它们的焓变值,测试了其电化学容量. 结果表明：快淬后的贮氢合金随退火温度的增加,焓变值和放电容量也增加. 在1173 K温度下退火处理的贮氢合金,其放电容量(379 mA×h/g)较铸态合金好,但它的活化性能不如铸态合金.     

Zr_(0.9)Ti_(0.1)(Ni,Co,Mn,V)_(2+α)贮氢合金的制备过程对其性能的影响

测定了Zr_(0.9)Ti_(0.1)-Ni,Co,Mn,V)2+( 贮氢合金在铸态、快淬态及快淬合金经不同退火温度处理后的压力(组成(温度曲线，计算了它们的焓变值，测试了其电化学容量. 结果表明：快淬后的贮氢合金随退火温度的增加，焓变值和放电容量也增加. 在1173 K温度下退火处理的贮氢合金，其放电容量(379 mA(h/g)较铸态合金好，但它的活化性能不如铸态合金.     

镁基储氢材料在含能材料中的应用

根据化学结构不同将镁基储氢材料分为镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物3类,分别介绍了3类镁基储氢材料在含能材料中应用的研究进展;分析了镁基储氢材料在含能材料中的应用前景和存在的问题;介绍了计算机模拟技术在研究镁基储氢材料对推进剂热分解影响中的应用情况。结果显示,镁基储氢材料能够通过促进含能材料的热分解过程提升其能量水平,同时其较高的热稳定性有利于改善含能材料组分的相容性和安定性。镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物均可显著提高固体推进剂和炸药的应用性能。因此,镁基储氢材料在含能材料领域具有广阔的应用前景。附参考文献47篇。     

电动汽车用La-Fe-B储氢合金的制备与电化学性能研究

研究了石墨烯含量对储氢合金物相组成和电化学性能的影响。结果表明,不同石墨烯含量储氢合金都主要由La₃Ni₁₃B₂、LaNi₅和（Fe,Ni）相组成,La₃Ni₁₃B₂和（Fe,Ni）相晶胞体积会随着石墨烯含量增加而增大,LaNi₅相晶胞体积会随着石墨烯含量增加而减小。当石墨烯质量分数从0%增加至6%时,储氢合金的最大放电容量先增加后减小,在石墨烯质量分数为4%时取得储氢合金放电容量最大值（288.5 mA·h/g）,且当循环周期为100次时,石墨烯质量分数为4%和6%的储氢合金的放电容量仍然高于未添加石墨烯的储氢合金。相同温度下,添加石墨烯的储氢合金的放电容量都高于未添加石墨烯的储氢合金,且石墨烯质量分数为4%的储氢合金具有最大放电容量。随着石墨烯质量分数从0%增加至6%,储氢合金的电荷转移电阻先减小后增大、电流密度和扩散系数先增大后减小,在石墨烯质量分数为4%时取得电荷转移电阻最小值、电流密度和扩散系数最大值,适宜的石墨烯添加量为4%。     

成分对汽车用（La0.7Mg0.3）Nix合金储氢特性的影响

为开发出具有高循环寿命和高储氢性能的新能源汽车用稀土镁基储氢合金,考察了铸态和退火态的铸锭/快淬（La_0.7Mg_0.3）Ni_x（x=2.0、2.5、3.0）储氢合金的微观结构、物相组成和储氢特性。结果表明,当x=2.5时快淬法储氢合金具有较好的吸放氢平台压力,PCT曲线中体现出完全脱氢特征,吸氢容量约为1.44%（质量分数）。经过850~950 ℃退火处理,铸锭法（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金相较（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.0储氢合金具有更高的吸放氢平台压和更宽的吸放氢平台,表明前者具有相对更好的吸放氢性能;不同退火温度下（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金的吸放氢平台压较为接近,吸氢和放氢容量可达到1.6%（质量分数）。铸锭法和快淬法（La_0.7Mg_0.3）Ni_x储氢合金中的LaNi₅和（LaMg）Ni₃相会随着退火温度的升高而逐渐转变为（LaMg）₂Ni₇相;铸锭法和快淬法（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金的表面粉末颗粒分别在退火温度为950 ℃和900 ℃时最为细小。     

贮氢合金电极在山梨醇制备中的应用

用贮氢合金作催化还原电极恒电位电解葡萄糖 ,得出合金的表面处理及电极的活化可提高山梨醇电流效率至 80 %以上的结论。同时贮氢电极与Pb电极及发泡Ni电极作了对比 ,发现电解葡萄糖制备山梨醇过程中 ,贮氢电极是较好的还原电极。用贮氢电极 (2 )做阴极 ,30℃ ,电流密度为 80 0mA/dm2 ,葡萄糖溶液及硫酸钠支持电解质浓度均为 0 .5mol/L ,pH =8的条件下 ,电解葡萄糖制山梨醇电流效率高达 94% ,葡萄糖转化率达 80 %以上。     

新能源汽车电池用无镁储氢合金的制备与性能研究

采用真空电弧熔炼和925 ℃/12 h退火的方法制备了Y_1-xLa_xNi_3.25Al_0.15Mn_0.15储氢合金（x=0~1）,研究了x值对储氢合金物相组成和电化学性能的影响。结果表明,x=0和0.15的储氢合金主要由LaNi₅和Ce₂Ni₇相组成,x=0.25、0.33和0.5储氢合金主要由Ce₅Co₁₉和Ce₂Ni₇相组成,x=0.75和1储氢合金主要由PuNi₃、LaNi₅和Ce₂Ni₇相组成;相同充放电循环周次下,x=0.15~1储氢合金的放电容量和抗氢致非晶化能力都高于x=0储氢合金,且随着x从0增加至1,储氢合金的最大放电容量（C_max）、容量保持率（S₁₀₀）、氢扩散系数（D₀）和高倍率放电性（HRD₉₀₀）都呈现先增加后减小趋势,在x=0.33时取得C_max、S₁₀₀、D₀和HRD₉₀₀最大值。Y_1-xLa_xNi_3.25Al_0.15Mn_0.15储氢合金的循环稳定性与合金电极的耐腐蚀性密切相关,高倍率放电性能取决于储氢合金的氢扩散速率。     

Zr取代TiMn合金中的部分Ti对合金储氢性能的影响

讨论了Zr取代TiMn合金中的部分Ti对其吸放氢性能的影响。XRD分析结果表明:合金的晶胞体积随合金中zr含量的增加而增大。PCT测试表明合金的最大吸氢量随合金中Zr含量的增加而增大,吸氢平台压力随合金中Zr含量的增加而降低;合金Ti_(0.9)Zr_(0.1)Mn_(1.4)具有最大的可逆吸氢量。由于Zr元素的引入,合金吸放氢过程的焓变和熵变均有所增加。     

Mn添加量对TiCrVMn合金储氢性能的影响

研究了Mn含量对(Ti_(0.28)Cr_(0.50)V_(0.22))_(1-x)Mn_x(x=0,0.06,0.1,0.14)合金储氢性能的影响,结果表明:合金中Mn含量低于6％(atom)时,合金为单一的体心立方固溶体,随Mn量增加,合金放氢压力平台升高,PCT曲线斜率减小,但储氢容量变化不明显;当合金中Mn含量超过6％(atom)时,合金由固溶体和TiMn两相组成,合金的放氢平台压力虽然随Mn量增加而升高,但储氢容量却明显降低。(Ti_(0.28)Cr_(0.50)V_(0.22))_(1-x)Mn_x合金储氢性能变化原因,与合金中添加Mn元素改变了固溶体相的晶格常数和晶胞体积有关。     

Promotion of the electrochemical hydrogenation of nitrobenzene at hydrogen storage alloys studied using a solid electrolyte method

The electrocatalytic properties of an AB₅-type hydrogen storage alloy towards the electrochemical hydrogenation of unsaturated organic compounds have been studied by a solid electrolyte method using electrochemical hydrogenation of nitrobenzene as a model reaction. Voltammetric studies reveal that the kinetics of the nitrobenzene electro-reduction on the hydrogen storage alloy electrode is similar to that on a Ni electrode. Aniline and p-aminophenol are produced as the reaction products. Compared to the Ni electrode, the production of aniline is considerably promoted on the hydrogen storage alloy electrode. Modifying the alloy surface with a thin layer of Cu enhances the reaction selectivity and current efficiency for aniline formation. Compared to a Cu electrode, the electrochemical hydrogenation of nitrobenzene to aniline is promoted on the Cu-modified alloy electrode. The hydrogenation promotion effect is attributed to the chemical reaction between nitrobenzene and metal hydrides that are electrochemically generated in situ. Hydrogen storage alloys therefore make it possible to intensify the electrochemical hydrogenation process of unsaturated organic compounds.     

有机液体储氢材料的研究进展

氢气是一种清洁、高效的能量,被视为最具发展潜力的清洁能源,其存储和运输是影响氢能大规模应用的关键问题。常用的储氢方法有高压气态储氢、液化储氢、金属合金储氢和有机液体氢化物储氢等,本文综述了其中受到广泛关注的有机液体储氢材料,分析了多种有机液体储氢材料的储氢原理与特点,认为有机液体储氢容量大,可循环使用,更加高效安全。主要介绍了环己烷、甲基环己烷、十氢萘、咔唑和乙基咔唑等,重点对目前的国内外研究现状进行了阐述。根据分析结果,对其发展前景进行了展望,指出如果利用工业上能够大规模获取的化学原料,如萘系多环芳烃,开发高效低成本加氢脱氢催化剂,研究最适宜的加氢与脱氢条件,可大幅降低储氢成本,有利于氢能的大规模应用与发展。     

氢能利用与碳质材料吸附储氢技术

氢能作为一种洁净的可再生能源,对整个世界经济的可持续发展具有重要的战略意义。碳质材料具有比表面积高,吸/脱附速度快,可循环使用,寿命长,容易实现规模化生产等优点,可显著促进低成本、规模化储氢技术的发展,对未来的能源、交通、环保而言具有非常重要的意义。综述了氢能开发利用的最新研究动态,展望了氢能利用和储存的发展趋势,在简要介绍氢能的制备方法、储氢材料和储氢技术的基础上,重点介绍了碳质材料吸附储氢技术。