新型氨基储氢材料CaCl2的性能研究

研究了工作温度、起始氨压和球磨处理对无水CaCl₂的吸放氨性能的影响. 结果发现, 球磨2h样品在温度20℃和氨压0.55MPa的条件下, 15min内即可完全氨化, 形成CaCl₂(NH₃)₈, 其吸氨量可达55.1wt%, 相当于储氢量9.72wt%. CaCl₂(NH₃)₈在20～300℃的范围内可通过三步反应实现完全脱氨, 脱氨反应受温度和压力控制, 其中6个NH₃分子在常温、常压下即可脱附. 如果与NH₃分解催化剂联用, 可能是一种较好的以NH₃为介质的高容量储氢材料. 进一步研究表明, 较高的工作温度和起始氨压可以提高CaCl₂的吸氨动力学性能, 而球磨时间的增加可以显著降低其放氨工作温度, 提高其放氨动力学性能.     

SrAl2合金的储氢动力学性能

研究了在Zintl相SrAl2合金中添加不同金属氯化物催化剂后的相结构和吸氢动力学性能。XRD分析表明,合金吸氢前仍然为SrAl2相,催化剂由于含量较少未被检测出;吸氢后,合金相结构根据催化剂添加种类的不同分为以下两种情况:氢化程度高的样品,由SrAl2H2、SrAl4和SrH2三相组成;氢化程度低的样品,由SrAl2H2、SrAl4、SrH2和未反应的SrAl2四个相组成。储氢性能研究表明,添加金属氯化物催化剂能够有效改善SrAl2合金的吸氢动力学性能。吸氢动力学机理分析表明,SrAl2合金吸氢控制步骤为表面化学反应,而添加催化剂使得合金的吸氢控制步骤转变为三维扩散。     

一种新型储氢材料——纳米炭纤维的制备及其储氢的研究

氢能是理想的清洁能源之一,已引起人们广泛的重视。为了充分利用氢能使用的分散性及不连续性等优点,必须解决氢的储存及运输问题,储氢材料则可能是可供选择的最佳方法。储氢材料的研究是氢能利用的关键技术,具有高储氢容量的纳米炭纤维的研究将促进氢能的发展。 本项目以具有高储氢能力的纳米炭纤维的制备和储氢特性研究为目标,利用气相流动催化法和高压容积法对纳米炭纤维     

镁基Mg2Ni储氢合金的制备及其性能改善研究进展

镁基Mg_2Ni储氢合金由于具有理论储氢容量高、资源丰富、价格廉价、质量轻等突出优点而备受关注。然而,该类合金因制备困难、吸放氢动力学性能差,实际应用受到了极大的限制。对近几十年来镁基Mg_2Ni储氢合金的制备和性能改善方面的研究进行了系统综述。在此基础上,指出了该类合金存在的问题及今后的发展方向。     

TiF3掺杂Li-Mg-B-H体系储氢性能研究

以2LiH+MgB2为起始原料,采用机械球磨法制备了TiF3掺杂的Li-Mg-B-H催化体系,并系统研究了TiF3对体系储氢性能的影响.结果表明,掺杂TiF3可显著改善Li-Mg-B-H体系的可逆吸/放氢性能.例如,与纯2LiH+MgB2相比,掺杂1%(摩尔分数)TiF3样品的第一步(MgH2/Mg)和第二步(2LiBH4+Mg/2LiH+MgB2)放氢反应温度分别降低56℃和106℃.此外,TiF3掺杂样品在吸/放氢循环中具有良好的动力学和氢容量稳定性.物相、化学态分析及一系列设计实验表明,掺杂TiF3所带来的显著性能改善应被归结为Ti阳离子和F阴离子的共同作用.     

金属卤化物对4MgH2/TiH2复合材料储氢性能的影响

在氢气保护下,采用机械合金化制备4MgH_2/TiH_2以及4MgH_2/TiH_2+5%A(质量分数,A=AlCl_3,LaCl_3,CeCl_3)复合材料,并通过PCT、XRD、SEM以及DTA等手段对复合材料进行表征。结果显示,4MgH_2/TiH_2以及4MgH_2/TiH_2+5A(A=AlCl_3,LaCl_3,CeCl_3)复合材料吸氢量均在4.5%(质量分数)左右,且在150s时间内吸氢即可达到饱和。添加CeCl_3后,复合材料的脱氢反应焓从添加前的72.7kJ/mol下降到65.1kJ/mol,而添加AlCl_3和LaCl_3后,复合材料的脱氢反应焓则分别增加到80.6kJ/mol和82.5kJ/mol。这表明CeCl_3能有效提高4MgH_2/TiH_2复合材料的热力学性能,而AlCl_3和LaCl_3的添加则会导致4MgH_2/TiH_2复合材料的热力学性能下降。     

Mg2Ni系储氢合金的制备及其性能研究

采用感应熔炼法制备出两种镁基储氢合金,即Mg2Ni和Mg2Ni0.9Zr0.1;对两种合金进行扩散退火处理,并对退火处理前后的金相显微组织进行了比较研究;最后对这两种合金进行了X射线衍射实验和吸放氢性能测试实验.研究结果表明该方法制备出的镁基储氢合金活化性能优良;扩散退火能显著改善镁基储氢合金的显微组织和储氢性能.     

纳米碳管储氢实验和机理研究

本文简要回顾了储氢材料研究的发展情况,主要介绍了纳米碳管储氢的实验进展。作者对纳米碳管储氢的机理方面进行了初步探讨,针对单壁纳米碳管,提出了一种解离凝聚机制。     

机械合金化(Mg+Mg2 Ni)+TiO2合金的储氢性能

用机械合金化法合成了(Mg Mg2Ni) TiO2储氢合金,借助XRD分析了TiO2的加入对合金的物相结构的影响,SEM考察了合金的形貌.TiO2在合金的吸放氢过程中起到很好的催化作用,降低合金放氢温度并且提高合金储氢量,(Mg Mg2Ni) 10wt%TiO2合金在573K下的储氢量是5.84wt%.     

电场极化增强的AlN薄片的储氢特性

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一原理方法,研究了外加电场对单层AlN薄片储氢性能的影响。通过几何优化得到AlN薄片最稳定的吸氢位置为N原子顶位。研究结果表明:在一定范围内,随着外加电场强度的增加,H2分子在AlN薄片上的吸附能逐渐增大,N—H键长越来越小,H—H键长越来越大。态密度分析表明,加上外电场之后,H-1s轨道与N-2p轨道杂化导致N与H间的交互作用增强。说明电场极化使AlN薄片与H2分子结合得更加紧密,大大提高了AlN薄片的储氢稳定性。而一旦撤销外加电场,H2分子又能恢复到在AlN薄片上的物理吸附状态,使得吸放氢可逆。研究还发现在电场作用下,可同时在AlN薄片的上下表面各吸附一层H2分子,储氢容量显著提高。     

铝对镁碳储氢材料性能的影响

在球磨法制备镁碳储氢材料的过程中添加铝,制备了储氢材料50Mg40C10Al.用透射电子显微镜、X射线衍射和差示扫描量热分析对储氢材料的粒度、结构和教氢温度进行了测定.结果表明,球磨过程中铝不储氢;添加铝能提高铗碳储氢材料的储氢密度并降低其放氢温度,50Mg40C10Al的储氢密度达5.82%(质量分数),初始放氢温度为227.4℃.     

Mg-Ni储氢合金箔的制备及储氢性能研究

根据机械合金化和界面固相扩散反应的基本原理,开创性地提出了机械碾压法加化学镀配料加氢化燃烧合成的三步合成工艺,制备出高容量的Mg-Ni储氢合金.研究表明,气相燃烧过程中的温度、压力及保温时间对燃烧产物的组成有较大的影响,通过对反应过程的分析得出了合成Mg-Ni合金箔的反应机理.热分析测试表明所得Mg-Ni合金箔在220℃放氢,放氢量为2.6wt%.     

氢化燃烧合成Mg-Mg2Ni储氢合金组成和性能研究

利用氢化燃烧合成法制备了镁基储氢合金Mg-Mg2Ni,分析了镁镍配比和镁粉粒径对HCS产物组成和储氢性能的影响.研究结果表明,HCS产物主要由Mg2Ni及Mg的氢化物MgH2、Mg2NiH4和Mg2NiH0.3组成,没有Ni相的存在,当Mg:Ni＞2:1时,较粗镁粉原料的使用对燃烧合成产物Mg2Ni的氢化活性影响不大,但会降低反应剩余Mg的氢化活性.随原料中镁镍配比的增加,HCS产物中MgH2的相对含量逐渐增加,HCS产物的氢化动力学性能逐渐降低,吸氢量却先增加后降低,Mg:Ni=7.85:1时具有最大的吸氢量4.87wt.%,同时由较细镁粉得到的HCS产物的氢化速率和吸氢量大于较粗镁粉,但两者之间的差别会随镁镍配比的降低而减小.     

Ag_2Te掺杂对p型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3块状合金热电性能的影响

采用真空熔炼、机械球磨及放电等离子烧结技术(SPS)制备得到了(Ag2Te)x(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(x=0,0.025,0.05,0.1)系列样品,性能测试表明,Ag2Te的掺入可以显著改变材料的热电性能变化趋势,掺杂样品在温度为450~550K范围内具有较未掺杂样品更优的热电性能.适当量的Ag2Te掺入能够有效地提高材料的声子散射,降低材料的热导率.在测试温度范围内,(Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95具有最低的晶格热导,室温至575K范围内保持在0.2~0.3W/(m·K)之间,在575K时,(Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95试样具有最大热电优值ZT=0.84,相较于未掺杂样品提高了约20%.