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％。     

TiV1．35Cr1．35-x．Mnx（x=0～0．45）合金的相结构及储氢特性

系统研究了TiV1．35Cr1．35-x．Mnx（x=0,0．15,0．25,0.35,0．45)合金的相结构及储氢性能。XRD分析表明,所有合金均为体心立方(b.c.c．)结构的单一固溶体相,其晶胞常数随Mn含量的增加而逐渐减小。储氢性能测试表明,用Mn部分取代Cr后,合金的活化性能变差,25℃最大吸氢量有所下降,但合金的吸放氢压力滞后减小,放氢压力平台变得平坦,100℃有效放氢量和放氢率也随着Mn含量的增加先升后降,并在x=0.35时达到最大值。     

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。     

TiMn0.85Cr0.35V0.3合金的活化和吸放氢性能

讨论了TiMn0.85Cr0.35V0.3合金的活化性能和吸放氢性能。活化性能的结果表明：合金表面氧化层的形成是影响合金活化的重要因素。空气中暴露30d的TiMn0.85Cr0.35V0.3合金粉,在P=1MPa,r=293K下,经几次活化循环后即可基本完全活化。PCT结果表明：退火处理可明显改善该合金的储氢性能。在1223K下退火6h的该合金在273K时的有效放氢量Ce、吸氢平台压力Pa和放氢平台压力Pd分别为1．55％(质量分数)、0．141MPa和0．112MPa。符合作为燃料电池供氢源的应用要求。     

吸铸对钛钒铬基合金结构和贮氢性能的影响

研究了吸铸对钛钒铬基合金结构和贮氢性能的影响。结果表明：吸铸有利于钛钒铬基合金单一BCC结构固溶体相的形成，使合金相的点阵常数略有减小；吸铸使钛钒铬基合金的放氢压力平台的斜率因子Sf降低，平台压力略有降低，活化性能变差，还使合金吸氢量和放氢量均有提高；随着Cr含量的增加，合金放氢的平台压力逐渐升高，放氢量提高。     

Ni对V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4合金吸放氢性能的影响

研究了用Ni元素取代一定量V对V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4合金结构与性能的影响。结果表明，随Ni含量的增加，合金有效吸氢量先增大后减小，放氢压力增大，合金吸氢动力学性能也是先有所改善，而后又变差。添加0．1at％Ni有利于改善基体合金V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4的吸放氢性能。用Ni元素取代V引起的晶胞体积的变化、放氢平台压力的升高以及杂质相的出现，是影响合金有效吸氢量和吸氢动力学性能的主要因素。     

（Ti0.1V0.9）100-xFex（x=0～6）储氢合金的微观结构及储氢特性

研究了（Ti0.1V0.9）100-xFex（x=0～6）合金的微观结构及其吸放氢特性。微结构分析表明，合金均由单一的体心立方（bcc）结构的钒基固溶体相组成；合金的点阵常数随着Fe含量的增加呈线性递减，晶胞体积也随之逐渐降低。储氢性能测试表明，所有合金的动力学性能均比较好，在10℃和4MPa初始氢压条件下，合金无需氢化孕育期就能吸氢。随着Fe含量从x=0增加至x=6，合金的活化性能得到改善；10℃最大吸氢量从509．5ml／g逐渐降至424．8ml／g；50℃有效放氢量先升后降，并在x=4时达到最高值255．6ml／g。在所研究的合金中，Ti9.6V86.4Fe4合金具有最佳综合性能，经2次吸放氢循环即可活化，10℃最大吸氢量为494．5ml／g，50℃有效放氢量达到255．6ml／g。     

金属氢化物氢压缩器用Ti-Mn／Ti-Cr多元储氢合金

根据金属氢化物的热力学特性，储氢合金可应用于热驱动化学氢压缩器。针对热驱动化学氢压缩器用储氢合金的要求，系统研究了Ti-Mn系和Ti-Cr系多元储氢合金的储氢性能，研究了Cr／Mn比，Fe部分取代Cr，Zr部分取代Ti以及A侧过化学计量对Ti-Mn系和Ti-Cr系多元储氢合金的储氢容量、吸放氢平台特性（包括压力、滞后和平台倾斜度等）、热力学性能、活化和动力学性能的影响，筛选出一对性能优良的储氢合金（Ti0.95Zr0.07）（Mn1.1Cr0.7V0.2）和（Ti0．95Zr0.07）（Cr1.4Mn0.4Fe0．1Cu0.1）分别作为两级热驱动化学氢压缩器的低压级和高压级合金。以此2合金设计制作了氢容量为50L的压缩器，以水作为热交换介质可将压力为2．5MPa氢气压缩到40MPa以上。     

金属氢化物氢压缩机用AB2型Ti- Mn基储氢合金研究

制备了AB2型Laves相Ti- Zr- Mn- Cr- V- Fe系列氢压缩材料,对于V- Fe、Mn/Cr比值和Zr含量对合金吸放氢平台特性和热力学性能的影响进行了研究,优化出具有优异综合储氢性能的氢压缩材料Ti0.9Zr0.1Mn1.4Cr0.35V0.2Fe0.05合金.该合金具有较低的吸放氢平台压力、较小的压...     

Zr替代Ti对Ti19．5V40Mn16．2Cr9．8Ni14．5合金的影响结构及储氢性能

为改善Ti—V基固溶体型储氢合金的电化学性能，使用少量的Zr部分取代Ti19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5合金中的Ti，并采用XRD，SEM以及PCT等测试手段研究替代前后合金微观结构和储氢性能的变化情况。通过XRD和SEM分析表明，（Ti1-xZrx）19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5（x=0，0．1，0．15，0．2，0．25，0．3）合金均是由Ti-V基BCC相和C14 Laves相组成。但Zr的部分替代明显增加了C14 Laves相的含量，并使Ti-V基BCC相在减少的同时由树枝状变成了被C14 Laves相包围的岛状。PCT曲线显示：随着Zr替代量的增加。合金的吸放氢平台不断下降，而合金的吸放氢量先有所增加后又逐渐减小。这说明适量提高C14 Laves相的含量对增加Ti—V基固溶体型储氢合金的吸放氢能力有一定的促进作用。     

LaNi5+x%TiMn1.19合金的贮氢性能

研究了LaNi5 x％TiMn1．19(质量百分比,下同)(x=5,10,15,25)合金的贮氢性能,研究结果表明：由于TiMn1．19合金的加入,有效地降低了贮氢材料的平台压力,当TiMn1.19的含量为15％左右时,室温下合金的平台压力近于0．1MPa,适于作为负极贮氢材料使用。     

Ti0.9Zr0.2Mn（1.8—x）MxV0.2（M=Ni,Cr;x=0,0.2）合金的贮氢性能

研究了Ti0.9Zr0.2Mn(1.8-x)MxV0.2(M=Ni,Cr;x=0,0.2)合金的晶体结构与贮氢性能。结果表明,Ti0.9Zr0.2Mn1.6Ni0.2V0.2和Ti0.9Zr0.2Mn1.6Cr0.2V0.2的贮氢量达到240mL/g。合金的主相均为C14 Laves相,镍,铬的取代使点阵常数和晶胞体积增大,P－C－T曲线的滞后降低,压力平台的倾斜度增加。     

稀土组成对贮氢合金La0．8（1-x）Ce0．8x（PrNd）0．2B5性能的影响

系统研究了A侧稀土元素中Ce含量对AB5犁贮氢合金La0．8（1-x)Ce0．8x(PrNd)0．2B5的结构、热力学性能、电化学性能和动力学性能的影响。结果表明：Ce含量对合金的结构基本上没有明显的影响，合金的晶胞参数a、c及晶胞体积与Ce的含量的变化呈线性关系；随着Ce含量增加，合金的吸放氢平台压力升高，滞后效应减小，吸氢量减小，合金氢化物的热力学稳定性变差：Ce含量的变化对合金的电化学活化速度影响很小，但Ce含量的增加可以明显提高合金的放电中值电位，改善合金的高倍率、高功率放电性能和动力学性能。     

Effect of Manganese substitution on hydrogen storage properties of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloy

The effect of Mn substitution on phase structure, hydrogen hydriding/dehydriding properties (plateau pressure and slope) and reaction heat enthalpy of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloys (x=0, 0.25, 0.35, 0.45, 0.55 and 0.65) were studied.The experimental results show that all LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloys have single phase and have the same hexagonal structure as that of LaNi5 alloy (CaCu5 type, P6/mmm).With increasing Mn substitution content, the cell parameters of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloy greatly increase, but the maximum hydrogen storage capacity and the equilibrium absorption pressure of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloy decrease from 1.38 wt.% to 1.18 wt.% and from 1.61 to 0.0712 MPa, respectively.Moreover, the hydrogen pressure plateau slope factor σ increases from 0.014 to 0.18, but the hysteresis factor is nearly constant.The heat enthalpy absolute value |ΔHplat| increases from 46.7 kJ·mol-1 H2 to 56.1 kJ·mol-1 H2 as the Mn content x increases from 0 to 0.65.     

钛钒铬基合金的贮氢性能研究

钛钒铬基贮氢合金贮氢量大，吸放氢条件温和，是国内外贮氢材料研究的热点之一。为此研究了钛钒铬基合金中V、Cr含量对贮氢性能的影响，结果表明：随着金属元素V含量的增加，合金的放氢平台压力略有降低和吸放氢量略有增大。而随着金属元素Cr含量的增加，合金的放氢平台压力升高，放氢量则明显提高。随着放氢温度提高放氢的平台压力升高，放氢量则增大。     

Hydrogen storage properties of TiMn2-based alloys

Several TiMn₂-based C14 Laves phase alloys were prepared and their hydrogen storage properties studied in order to develop suitable materials for hydrogen storage tank or hydride heat pump applications. It was observed that the plateau characteristic of the stoichiometric alloy AB, was better than that of the non-stoichiometric one. The plateau pressure was effectively decreased by the partial substitution of Zr for Ti, while the slope was increased. The substitution effects of other transition elements, such as Cr, V, Cu, Fe, Ni for Mn, were also examined. It was found that Cr was suitable for decreasing the hysteresis, Cu could flatten the plateau with decreasing storage capacity, and V could effectively lower the plateau pressure without decreasing the storage capacity. The hydriding properties were found to be related to the lattice structures. Considering a careful balance of the substitution effects of the alloying elements, it was found that Ti_0.85Zr_0.15MnCr_0.8V_0.1Cu_0.1 alloy had very good plateau characteristics with considerably small hysteresis and high storage capacity.     

La(1-x)MgxNi4.25Al0.75(x=0-0.3)合金的结构与储氢性能研究

采用三步感应熔炼法制备了La(1-x)MgxNi4.25Al0.75 (x=0.0,0.1,0.2,0.3) 储氢合金,对该系列合金的晶体结构和储氢性能方面进行了研究。晶体结构和相分析结果表明,当x=0.0和0.1时,合金由单一的LaNi4Al相组成;而x=0.2和0.3时,合金由LaNi4Al相, (La,Mg)Ni3相和AlNi3相构成。随着Mg含量x从0.2增至0.3时,合金的第二相丰度和吸/放氢平衡压明显升高,同时储氢容量减小。研究发现,当Mg添加量x=0.1时,合金除具有良好的储氢容量和低平台压外,其吸氢动力学性能更好。     

La1-xYxNi4.8Al0.2合金的储氢性能研究

本文系统地研究了Y元素对La1-xYxNi4.8Al0.2 (x=0.6,0.7,0.8)储氢合金的晶体结构、吸放氢热力学、动力学和抗粉化性能的影响.研究结果表明,合金为CaCu5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,合金吸放氢平台压显著升高;吸氢量略有减少;吸放氢平台斜率变小;滞后系数先减小后略增大,并与XRD(111)峰的半高宽FWHM值的变化有着很好的对应关系;抗粉化性能略有提高.当Y含量x=0.7时,合金的吸放氢动力学综合性能最好.     

LaNixMn0.26Aly合金的吸放氢性能研究

对LaNixMn0.26Aly合金的储氢性能进行了研究。结果表明,与LaNi4.61Mn0.26Al0.13合金相比,LaNi4.5Mn0.26Al0.13合金的晶格常数和晶胞体积均变大,吸氢平台压力略有降低,放氢平台压力基本不变,滞后因子有所改善,储氢容量略有减少,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物稳定性增加;对于LaNi4.4Mn0.26Al0.34合金,Al替代部分Ni使合金的晶格常数和晶胞体积变大,吸放氢平台压力明显降低,滞后因子明显改善,吸氢动力学性能显著提高,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物更加稳定,但储氢容量有所减少。