镁含量对MmNi5-x(CoAlMn)x/Mg复合储氢合金吸氢性能的影响

借助扫描电镜、X- ray及吸氢性能测试装置研究了镁含量对机械合金化制备的 Mm Ni5- x ( Co Al Mn) x/Mg纳米晶复合储氢材料的性能的影响。结果表明 ,随着镁含量的增加 ,合金的活化性能表现出差 -好 -差的变化趋势。当镁含量达到50 wt%时 ,材料无法被活化。镁含量对吸氢量也有影响 ,具体表现为 ,随着镁含量的增加 ,材料的吸氢量增加。     

镁基复合材料(Mg-Ni-MO)的储氢性能

在充氢气条件下，用机械球磨的方法合成了（RMA）镁基纳米复合材料Mg-3Ni-2MO(质量分数，％）（MO－过渡金属氧化合：Cr2O3,MnO2,V2O5,NiO,ZnO)。研究了材料的吸氢和放氢性能，在吸放氢过程中温度的变化规律，特别是在吸氢过程中产生的引燃现象。研究了材料的组成和球磨时间对吸放氢性能的影响。结果表明，含有过渡金属氧化物的镁基纳米复合物都具有较好的吸放氢动力学性能和较低的放氢温度。     

机械合金化Mg－20wt％Ni的贮氢性能

采用机械合金化方法合成Ｍｇ－２０ｗｔ％Ｎｉ贮氢材料，并测试了该材料在不同球磨时间下的贮氢性能。试验结果表明，随球磨时间的增加，Ｍｇ－２０ｗｔ％Ｎｉ的贮氢量增大，吸放氢速度增加，但吸放氢平台压变化不大，而平台斜率增加。     

机械合金化Mg—20wt%Ni的贮氢性能

采用机械合金化方法合成Ｍｇ－２０ｗｔ％Ｎｉ贮氢材料，并测度了该材料在不同球磨时间下的贮氢性能。试验结果表明，随球磨时间的增加，Ｍｇ／２０ｗｔ％Ｎｉ的贮氢量增大 ，吸放氢速度增加，但吸放氢平台压变化不大，而平台斜率增加。     

镁氢化和镁镍共晶反应对氢化燃烧合成产物储氢性能的影响

通过改变氢化燃烧合成Mg2Ni中镁氢化反应的保温时间,以及镁镍合成反应温度和合成保温时间,来研究镁氢化反应、镁镍燃烧合成反应对产物Mg2Ni储氢性能的影响。实验结果表明,镁氢化反应保温120min时,产物的首次吸氢动力学性能变差;合成温度的提高有利于吸氢量的提高（合成温度850K时,吸氢量最大可达3．36wt％）;保温时间的延长对于产物吸氢量的影响随合成温度的差异而表现不同。     

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.     

(Ti0.1V0.9)1-xFex(x=0～0.06)合金的相结构及储氢性能

系统研究了(Ti0.1V0.9)1-xFex(x=0、0.02、0.04、0.06)合金的相结构及其储氢性能.XRD及SEM分析表明,所有合金均由单一的体心立方(BCC)结构的钒基固溶体相组成;随着Fe含量的增加,合金的点阵常数呈线性递减,晶胞体积也随之逐渐降低.储氢性能测试表明,该系列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=0.06,合金的活化性能得到改善;10℃最大吸氢量则从509.5ml/g逐渐降至424.8ml/g;而50℃有效放氢量先升后降,并在x=0.04时达到最高值255.6ml/g.在所研究的合金中,Ti0.096V0.864Fe0.04合金具有最佳的综合性能,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.     

氢致过渡族金属及合金薄膜的光电性能变化

某些金属薄膜的光电学性能随着吸氢量的变化而变化。本文综述了国内外对这一现象的最新研究进展，重点介绍纯稀土元素、稀土-镁、镁。镍等合金薄膜的制备和氢致光电学性能变化及其潜在应用价值。     

镁基储氢材料研究现状

从镁基储氢材料体系、制备方法及其应用研究等方面对该类材料进行了综述,归纳分析了影响镁基储氢材料吸放氢性能的因素,明确了镁基储氢材料未来的研究方向。     

机械球磨法添加Fe、Co及Al制备镁基储氢材料

采用等通道转角挤压(ECAP)方式细化ZK60合金晶粒,再利用机械球磨法分别添加Fe、Co及Al制备了3种储氢材料。采用X射线衍射仪、储氢特性测试仪和扫描电镜研究了储氢材料的高周期吸/放氢性能及其显微组织变化。结果表明:ZK60-Fe、ZK60-Co和ZK60-Al的吸氢速率均随着吸/放氢循环次数增加而增大,其中ZK60-Al的吸氢速率增大最快,第200次吸/放氢循环的5min内吸氢量接近60min内总的吸氢量;随着吸/放氢循环次数增加,储氢材料中会生成MgH_2而导致储氢量递减,其中ZK60-Fe吸氢量递减速率减缓最快,仅吸/放氢循环了50次就开始减缓;这3种储氢材料经多次吸/放氢循环后均会出现微粉化,微粉化增多和吸氢量减少主要发生在循环吸/放氢初期。     

MlNi5-x （CoMnAl）x吸放氢性能及其催化聚合物双键加氢研究

为了探索新型聚合物双键加氢催化材料,采用XRD和自制吸氢装置等对贮氢合金MlNi5-x(CoMnAl)x的组成、吸放氢性能及其催化加氢活性等进行了研究.MlNi5-x(CoMnAl)x的P-C-T曲线表明,合金具有较低的平台压力,稳定性好;对比合金表面处理前后的吸氢动力学曲线发现:MlNi5-X(CoMnAl)x吸氢初期速度较快,后期则随时间延长吸氢量缓慢增加,而经过[6M KOH+1%KBH4]处理或Pd修饰后则可迅速达到吸氢平衡.催化聚合物双键加氢性能研究表明,未处理合金对NBR溶液加氢氢化度为零,经过[6M KOH+1%KBH4]处理和钯修饰后的合金可对NBR、SBS、NR等聚合物双键加氢,氢化度分别为33.5%、32.3%、31.1%.说明合金表面组成及结构对其吸放氢性能和催化活性均有明显影响.     

镁基储氢材料表面能及热力学性能研究

研究了镁基储氢材料粉末的表面热力学问题,从化学平衡的角度探讨了镁基储氢材料的吸放氢的平衡压问题,及镁基储氢材料颗粒的表面状态对材料吸放氢平衡压的影响,建立了包含镁基储氢材料的表面自由能的热力学方程,并从理论上计算出了不同温度下镁基储氢材料的平衡压力.探讨了表面自由能对吸放氢平衡压的影响,分析了储氢材料的比表面积,即材料的颗粒直径与材料吸放氢平衡压的关系.     

非晶化程度对不同成分Mg—Ni非晶合金电极充放电容量的影响

研究了球磨过程中的非晶化过程度对不同成分Ｍｇ－Ｎｉ非晶合金电化学吸放氢性能的影响。研究结果表明：随着合金成分的不同，非晶化程度的影响不同。当Ｎｉ含量低于５０％（原子分散）时，合金粉末中的非晶相所占比例越高，即非晶化程度越高时，合金电极的放电容量越大；而当Ｎｉ含量高于５０％（原子分数）时，非晶合金中存在少量游离态的Ｎｉ相，可提高电极的放电量。分析认为这与Ｎｉ的相的存在改善了合金的吸放氢动力学性能有关     

Ti_(10)V_(83-x)Fe_6ZrMn_x(x=0～6)合金的微观结构和储氢性能

采用磁悬浮感应熔炼方法制备了Ti_(10)V_(83-x)Fe_6ZrMn_x(x=0、2、4、6)储氢合金,系统研究了Mn含量对合金微观结构和储氢特性的影响.XRD及SEM分析表明,无Mn合金(x=0)具有体心立方(bcc)结构的Ti-V基固溶体单相结构,而含Mn合金(x=2～6)均由bcc主相和C14型Laves第二相组成;随着Mn含量的增加,合金bcc主相的晶格常数和晶胞体积逐渐减小.储氢性能测试表明:该系列合金的吸氢动力学性能较好,在室温和4MPa初始氢压条件下,含Mn合金无需氢化孕育期就能快速吸氢;随着Mn含量的增加,合金的P-C-T放氢平台倾斜度逐渐减小,333K放氢平台压力先增后减,并在x=4达到最高;但合金的室温吸氢容量和333K有效放氢容量随Mn含量的增加而逐渐降低.     

CO对LaNi4／7AI0.3合金吸氢动力学特性的影响

研究了氢中含有不同浓度ＣＯ杂质对ＬａＮｉ４．７ＡＩ０．３合金的吸氢动力学曲线及循环性能的影响。结果表明，ＬａＮｉ４．７ＡＩ０．３被ＣＯ毒化后动力学性能退化，同一ＣＯ浓度下随着循环次数的增加，吸氢量降低，随着ＣＯ浓度增加，合金的循环性能进一步降低，动力学特性衰退越严重。探讨了被ＣＯ毒化造成合金动力学特性衰退的原因。     

变压和恒压加氢模式下CO2杂质对镁储氢性能的影响

金属镁资源丰富且储氢量大,是有大规模应用前景的储氢材料,但镁易与CO_2等杂质气体反应生成致密的MgO和碳薄膜覆盖在镁颗粒表面而阻碍吸氢,研究变压加氢和恒压加氢过程中钝化膜影响镁吸氢的机制对优化加氢操作有重要意义。等温吸附测试表明,在含1.0%(摩尔分数)CO_2杂质的氢气中于340℃、5 h恒压加氢时,吸氢量降至2.32%(质量分数),而变压加氢时吸氢量降至1.09%(质量分数)。XRD分析表明两种加氢模式下CO_2均会与Mg反应生成晶态MgO;HRTEM观测表明MgO膜紧密附着在镁颗粒表面;XPS分析表明除了生成MgO外,还有单质碳生成,以及C—O和■基团化学吸附于镁颗粒表面。热力学计算表明,变压加氢过程中在低于吸氢平台压的低压阶段,CO_2与Mg反应生成致密的钝化膜,从而阻碍高压阶段Mg与H_2反应生成MgH_2,致使吸氢量较低;而恒压加氢时,初始氢压高于吸氢平台压,CO_2和H_2与Mg竞争反应,从而吸氢量高于变压加氢模式的吸氢量。     

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。     

Zr部分替代Ti对Ti_(20)Cr_(24)Mn_8V_(40)Fe_8低钒合金微观结构和储氢性能的影响

系统研究了Zr部分替代Ti对Ti_(20-x)Zr_xCr_(24)Mn_8V_(40)Fe_8(x=0,1,2,3,4)系合金的微结构和储氢性能的影响。XRD和SEM分析表明,无Zr铸态合金(x=0)由体心立方(BCC)结构的固溶体单相组成,而含Zr合金(x=1~4)则由BCC主相和C14型Laves第二相组成,且第二相沿主相晶界析出。随着Zr含量x的增加,BCC主相晶胞体积先增加后减小,在x=1时达最大;C14型Laves相晶胞体积则逐渐增大。储氢性能研究表明,在293K和4MPa初始氢压条件下,所有含Zr合金无需活化即可快速吸氢,且合金的吸氢量随着Zr含量的增加逐渐增加,当x=4时,吸氢量最大为2.38wt%。该系合金的放氢动力学性能优良,放氢在10min内即能完成,但该系合金有效放氢容量及放氢效率(放氢容量与吸氢容量之比)还有待改善。     

新型镁基材料对储氢性能的影响研究

采用新型夹层覆盖方法制备多层镁镍合金/镍钛合金/纯金属镁锭(Mg_2Ni/NiTi/Mg)烧结载体。此材料载体具有连续扩散层,大表面积和多孔的层状晶体结构,通过制备新的吸氢相镁镍合金(Mg_2Ni)和催化相镍钛合金(NiTi)提供强有力的化学通道来改善新型烧结体的吸放氢性能;结合晶体结构对储氢性能的优化进行详细讨论;建立最优化的可有效吸放氢的实验条件。在16min内,最大吸氢量达到5.3%(wt,质量分数,下同),最大放氢量达到2.0%,从而实现了储氢容量大、速度快目标,克服了以往传统方法易引起的容易粉化、不便活化的弊端。     

添加Mn和Co对V_(80)Ti_8Cr_(12)合金储氢性能的影响

研究了添加Mn和Co对V_(80)Ti_(8-x-y)Cr_(12)Mn_xCo_y(x=0,1,2,3;y=0,0.1,0.2,0.4,0.8,1.0)合金组织结构和储氢性能的影响。结果表明:所有的合金均为bcc单相结构。Mn的添加减小了合金bcc相的晶格常数,平台压升高,平台斜率因子减小,残余氢量减少,然而合金的吸放氢量均有所降低。在V_(80)Ti_7Cr_(12)Mn_1基础上添加Co,随着Co含量的增加,合金的平台压升高,斜率因子减小,吸氢量和有效放氢量均先增加后降低,但有效放氢量均能保持在2.2%以上。当Co含量为0.2at%时,得到合金V_(80)Ti_(6.8)Cr_(12)Mn_1Co_(0.2)在273K吸氢量达到最大为3.81%(质量分数),313K有效放氢量为2.45%,平台压为0.68Mpa。对V_(80)Ti_(6.8)Cr_(12)Mn_1Co_(0.2)合金进行短期循环性能测试得到合金具有良好的循环稳定性,随着循环次数的增加合金的吸氢量变化缓慢,15次循环后的有效放氢量为2.38%。