Al添加对LiBH4可逆吸放氢性能影响的研究

研究了Al对LiBH4吸放氢性能的影响.结果表明,Al的添加可使LiBH4起始放氢温度降低至300 ℃左右,且主要放氢过程的温度范围随着Al含量的增加而逐渐降低;可逆性研究表明,放氢后的LiBH4/Al混合体系在600 ℃、10 MPa条件下实现可逆吸氢,这明显低于单一LiBH4的可逆吸氢条件.LiBH4/Al吸放氢性能改善的原因是由于化合物LiAl和AlB2的生成.     

Ce2Mg17及其氢化物添加剂对LiBH4的放氢作用机理研究

为改善LiBH4体系的可逆吸放氢性能,将Ce2Mg17合金(简称为CM)及其氢化物(CeH2.51和MgH2,简称为CMH)分别与LiBH4球磨4 h制得LiBH4-0.02CM和LiBH4-0.02CMH复合储氢体系,采用MS、TPD、XRD和FT-IR等测试手段研究了不同状态Ce-Mg添加剂对复合储氢体系可逆吸放氢性能的影响及其作用机制。结果表明:Ce2Mg17合金本身对改善LiBH4吸放氢性能没有明显作用;而Ce2Mg17氢化物(即MgH2和CeH2.51)可降低复合体系中LiBH4的放氢温度和提高LiBH4的放氢速率,并可明显改善体系的可逆吸放氢性能。进一步分析表明,MgH2和CeH2.51对LiBH4的协同改性作用是有效降低LiBH4热力学稳定性、提高LiBH4-Ce-Mg复合体系可逆吸放氢性能的主要原因。     

LiBH4/Li3AlH6复合物的放氢性能与机理

采用机械球磨法制备LiBH4/Li3AlH6复合体系,通过TG/DSC/MS、XRD等方法对其储氢性能及机理进行研究,并对其放氢反应激活能进行计算。结果表明,LiBH4-Li3AlH6复合体系从室温加热到500℃条件下发生3步放氢反应:首先,Li3AlH6分解生成Al并放出氢;然后部分生成的Al与LiBH4发生反应放出氢气;最后,剩余的Al与LiH反应放出氢气。复合体系总的放氢量达到8.5%(质量分数,下同),完全放氢后的复合物在8MPa和400℃条件下最大吸氢量达到4.9%。并对LiBH4-Li3AlH6复合体系放氢过程机理进行了分析。     

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。     

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.     

TiZr氢化物掺杂NaAlH4的储氢性能

采用机械球磨方法在NaAlH4络合氢化物中添加3％（摩尔分数）Tizr合金氢化物,合成复合储氢材料。采用XRD、SEM和等容法储放氢性能测试等技术对该复合储氢材料的形态、物相和可逆储放氢性能进行研究。结果表明：加入TiZr合金氢化物的NaAlH4可以实现可逆吸放氢,同时具有良好的储放氢动力学性能,在160℃、0．1 MPa放氢条件下,其总放氢量达4．5％（质量分数）,40min可逆放氢量超过3．0％,且具有良好的循环稳定性：NaAlH4基体中均匀弥散分布的TiZr合金氢化物,在复合储氢材料吸放氢前后保持物相和结构不变,对NaAlH4络合氢化物的可逆储放氢反应起到催化改善作用。     

LiAlH4作为储氢合金的研究现状

综述了国内外对配位氢化物LiAlH4储氢合金的研究现状。对配位氢化物LiAlH4储氢合金的晶体结构、动力学和热力学及其储氢性能改善的研究进行了详细介绍,并对目前LiAlH4储氢合金研究中存在的一些主要问题进行了概述。     

LiAlH4/2LiNH2复合体系的储氢性能

为了改善LiAlH4和LiNH2的储氢性能,将LiAlH4与LiNH2通过球磨制备成LiAlH4/2LiNH2复合储氢材料体系,采用X射线粉末衍射(XRD)仪、傅里叶红外光谱分析(FTIR)仪、同步热分析(TG/DSC)仪、核磁共振波谱分析(NMR)仪等测试手段研究LiAlH4/2LiNH2复合储氢材料的储氢性能以及放氢过程的结构变化,分析了LiAlH4与LiNH2相互作用的机制。结果表明:LiNH2的加入改变了LiAlH4的放氢反应路径,有效地降低了LiAlH4的分解放氢温度,其放氢过程主要进行两步反应,最终产物为Li3AlN2。     

Mg/ZrNiV复合储氢材料工艺与性能的研究

采用机械合金化方法合成了4种不同工艺制备的Mg 10%ZrNiV复合储氢材料。研究表明,先球磨制备非晶Zr25Ni37.5V37.5,然后再与Mg粉球磨复合的工艺最好。材料能够获得更多的活性比表面,复合程度最好,表现出较好的低温吸氢性能,室温吸氢1.02wt%,200℃吸氢量达到3.82wt%。利用气相色谱分析放氢过程表明,在200℃时,Mg与ZrNiV的协同吸氢效应最好。     

热处理温度对LaNi3.8Al1Mn0.2合金储氢性能的影响

对热处理(1173K, 1223K, 1273K, 1323K)前后LaNi3.8Al1.0Mn0.2合金的研究表明,热处理前后合金均由一个主相,三种第二相组成。热处理后第二相后变小,分布更加弥散,第二相中LaNi2变为LaNi相,晶胞参数和晶胞体积增加,活化性能变差,但吸放氢平台压降低,吸放氢平台的斜率和滞后变小,合金的吸氢速度显著变快,吸放氢焓变和吉布斯自由能的绝对值增大,而吸氢量未见明显变化。随着热处理温度的升高,晶胞参数和晶胞体积先增大后减小,吸放氢平台压先降低后升高,斜率先增大后减小,滞后先减小后增大,而焓变和自由能的绝对值先增加后减小,在1223K分别达到最大和最小值,而热处理温度的升高使活化性能和动力学性能略有提升。     

Ce基催化剂对2LiBH4/MgH2放氢性能的影响

采用球磨方法制备了2LiBH4/MgH2复合储氢材料体系,用XRD、FTIR和储氢性能测试手段等对复合体系结构和储氢性能进行表征,研究了不同Ce基催化剂对复合体系放氢性能的影响,分析了催化剂的催化机理。结果表明:2LiBH4/MgH2复合物加热过程为明显的两步放氢,第1步主要发生MgH2的分解放氢;第2步为第1步生成的Mg与LiBH4发生放氢反应;添加Ce和CeF3都能提高2LiBH4/MgH2体系的放氢性能。Ce主要改善体系第2步放氢特性,CeF3对体系两步放氢反应均产生显著效果。添加5mol%CeF3使2LiBH4/MgH2体系起始放氢温度降低约100℃,体系最大放氢量达到10.6%(质量分数,下同);F-取代部分H-形成LiBH1-xFx,改善了LiBH4的分解特性,从而显著改善了2LiBH4/MgH2体系的放氢性能。     

2LiBH4+MgH2体系放氢过程中MgB2的形成机理（英文）

对2LiBH4+MgH2体系放氢过程中MgB2的形成条件及机理进行研究。结果表明:在较高的4.0×105Pa初始氢背压下放氢时,会抑制2LiBH4+MgH2体系中LiBH4的自行分解,进而使其与MgH2分解放氢后生成的Mg发生反应生成MgB2,同时在450°C、9.6h内释放出9.16%(质量分数)的氢气;而在较低的1.0×102Pa初始氢背压下放氢时,体系中LiBH4会先行发生自行分解,从而不能与Mg发生反应生成MgB2,在450°C、5.2h内只能放出7.91%的氢气。2LiBH4+MgH2体系放氢生成MgB2可以使放氢反应进行得更彻底,并释放出更多的氢气。2LiBH4+MgH2放氢时MgB2的形成过程是一个孕育?长大的过程,随着氢背压的增高,孕育期缩短;而随着反应温度的降低,孕育期延长。     

提高Mg—Ni贮氢合金电极性能的因素

Mg-Ni合金作为大容量贮氢电极材料有很好的应用前景，但其电容量衰退快，寿命短，限制了目前的进一步开发应用，本文分析了影响贮氢合金电极放电性能的因素，综述了提高贮氢合金电极综合电化学性能的各种可行性方法。     

Na／Li络合铝氢化物贮氢材料的研究进展

金属络合铝氢化物由于其较高的含氢量被认为是最有前景的贮氢材料之一.目前研究较多的是NaAlH4和LiAlH4本文着重阐述了两种络合铝氢化物的吸放氢原理,掺杂催化剂的类型和制备工艺的影响以及吸放氢热力学和动力学等方面的研究进展.     

快淬纳米晶/非晶Mg_2Ni型合金的电化学贮氢性能

用快淬工艺制备了Mg2Ni型Mg2-xLaxNi（x=0,0.2）贮氢合金,用XRD、SEM、HRTEM等方法分析了合金的微观结构,结果发现,在快淬无La合金中没有出现非晶相,但快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构,表明少量La替代Mg可以显著提高合金的非晶形成能力。电化学测试的结果表明,La替代可显著提高快淬态合金的放电容量、循环稳定性以及高倍率放电能力（HRD）,这主要归因于在快淬态合金中形成纳米晶/非晶结构。     

掺杂Co、Ni对LiBH4解氢性能影响的第一原理研究

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Co、Ni掺杂LiBH4体系的晶体与电子结构及解氢性能的影响.负合金形成热与H原子解离能的计算发现:金属元素Co、Ni在LiBH4中少量置换固溶时,体系结构稳定性发生变化,合金化增强了体系解氢能力,其中Co提高LiBH4体系解氢效果较好.电子态密度与电子密度分析发现:合金化提高LiBH4解氢能力的主要原因是Co、Ni导致LiBH4体系Fermi能级附近能隙减小,BH键的键长增长和重叠布局数减小及Li与BH之间的成键作用减弱.     

快淬纳米晶/非晶Mg2-xLaxNi (x=0~0.6)合金的电化学贮氢性能

用铸造及快淬工艺制备Mg2Ni型Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析铸态及快淬态合金的微观结构。结果发现,在快淬无La合金中没有出现非晶相,但快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构。用DSC研究快淬合金的热稳定性,表明La的含量及快淬对非晶相的晶化温度影响很小。电化学测试结果表明,铸态合金的放电容量随La含量的增加而增加,快淬态合金的放电容量随La含量的变化有极大值。La替代Mg显著地提高了铸态及快淬态合金的循环稳定性。     

掺杂镧系金属对氢化燃烧合成镁镍储氢合金的影响

借助于XRD，TG-DSC等技术研究了掺杂镧系金属对氢化燃烧合成镁镍储氢合金合成条件及合金性能的影响。结果表明：掺杂镧系金属的试样在氢气压力为2．0MPa，600℃下保温2h可大量形成Mg2NiH4；氢气压力越大，形成Mg2NiH4越多；过高的合成温度和过长的保温时间极不利于Mg2NiH4的形成；镧系金属的掺入使Mg2NiH4晶胞发生了一定的畸变；掺杂镧系金属的Mg2NiH4放氢温度为271．7℃左右，比未掺杂的降低了110℃左右；掺杂镧系金属试样的总放氢量可达3．21％（质量分数，下同）；掺杂镧系金属的试样在300℃，0．1MPa下的放氢时间为7min～8min；活化可适当提高吸放氢量。