贮氢合金的高容量化

贮氢合金通常多由能与氢起反应生成氢化物的单纯金属与不能生成氢化物的金属组合成的金属间化合物。贮氢合金的吸氢量一般是用所吸收的氢量与所生成的氢化物之质量比来表示 ,传统的稀土系贮氢合金的吸氢量为 1 4% (质量 )左右。典型ＬａＮｉ5稀土系贮氢合金已作为镍氢蓄电池的电极材料实用化 ,仅这一合金的市场销售额就已达到十亿日元以上。为了轻量化制作最低吸氢量在 2 % (质量 )以上的贮氢合金 ,必须采用原子量小于 5 0亦即比钒更轻的金属作为主要成分。目前已开发成功以钛为基的ＡＢ2 型金属间化合物Ｌａｖｅｓ相合金 ,但它只能相对于金…     

贮氢合金

贮氢合金能吸收相当于自身体积 10 0 0倍左右的氢气 ,在室温附近能反复进行吸放氢 ,这较之液态氢能将体积相当于它 80 0倍左右的氢气液化有利得多。贮氢合金几乎都是吸氢的金属 (碱土类金属 ,第 3族～第 5族金属及Ｐｄ)与不吸氢的金属 (除Ｐｄ以外的第 6族～第 12族金属 )组合而成的合金。大多根据吸氢金属来对贮氢合金加以分类 ,下表列出了一些主要的贮氢合金的吸氢量、氢平衡压以及氢化物的生成焓。合金 吸氢量ｘ(ＭＨｘ)吸氢量% (质量 ) 分类 1分类 2 结晶构造(合金 )结晶构造(氢化物 )平衡压力 (温度 )Ｐ(Ｔ)/ＭＰａ ,(Ｋ)氢化物生成焓…     

贮氢合金的应用

贮氢合金的应用贮氢合金的能量转换：利用贮氢合金与氢气的可逆反应，就能获得极有用的能量变换系统。因为合金的吸放氢反应带来放热或吸热，对此加以利用通过生成金属氢化物便有可能转变成热能，反之则可将热能转变成氢形式的化学能而储存起来。金属氢化物分解放出的氢气...     

钛系贮氢合金

如果按照氢合金的结晶构造和氢化特性的类似性来分类时 ,贮氢合金大致可分为 5类。第 1类以Ｍｇ2 Ｎｉ为代表 ,即由碱土金属Ａ与过渡金属Ｂ结合成的Ａ2 Ｂ型合金 ;第 2类为ＡＢ合金 ,以ＴｉＦｅ为代表 ;第 3类是ＡＢ2 型合金 ,即由Ａ金属 (Ｔｉ或Ｚｒ)和Ｂ过渡金属组合而成 ,结晶构造为Ｃ1 4或Ｃ1 5型Ｌａｖｅｓ相 ;第 4类是ＡＢ5型合金 ,以ＬａＮｉ5 和ＣａＮｉ5 为代表 ,这类合金的吸氢量大约为Ｈ/Ｍ =1 ;第 5类是具有ＢＣＣ构造的固溶体型合金 ,吸氢量较大 ,Ｈ/Ｍ >1 .5。Ｔｉ系贮氢合金主要是由Ｔｉ与三价过渡金属结合而成的合金。Ａ2 …     

贮氢合金的劣化

贮氢合金的劣化贮氢合金的吸放氢过程是一种化学反应，利用其反应热或氢气压力即可相互转换成机械能、热能、电能等各种形态的能量，是很有发展前途的功能材料，利用其多种功能现已开发了许多用途。贮氢合金几乎都是由能与氢形成稳定氢化物的金属Ａ与不能生成氢化物的金属...     

贮氢合金

贮氢合金作为Ｎｉ－Ｈ电池的电极已实用化,最近的将来在氢能的贮藏和运输方面的利用将日益推广。但是最普及的稀土系贮氢合金只有１４％（质量）的贮氢量,这并不适用于车载设施上。当前正致力于贮氢量在３％（质量）和工作温度低于３７３Ｋ的贮氢合金开发。因此,贮氢合金的开发主要集中于轻质镁系和钛系合金方面。新近开发成功的机械合金化ＭＧ－Ｎｉ系合金,在室温下可产生３ｘ１０－４ＭＰａ的氢气平衡压,其贮氢量接近于ＭＨ２的２．１％（质量）左右。如果用Ａｌ等元素置换ＭｇＮｉ合金的Ｍｇ则可进一步增加贮氢量,使室温下的放氢压…     

镁基贮氢合金的开发

纯镁能吸收多达 7 6 % (质量 )的氢 ,但其吸放氢的速度很慢而且放氢温度太高 (约 6 0 0Ｋ ) ,因而无法实用。因此 ,降低放氢温度一直是镁基贮氢合金的开发重点。为了降低镁氢化合物的稳定性 ,与非氢化物形成金属合金化是有效的 ,但从相图来看除Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ以外几乎再无金属能与Ｍｇ形成金属间化合物。因此Ｍｇ Ｎｉ系贮氢合金的开发成了新型镁基贮氢合金的开发重点。经过多年来的研究筛选 ,发现吸氢量很大的轻金属Ｍｇ和Ｃａ同非氢化物形成元素Ｎｉ所构成的 (Ｃａ ,Ｍｇ)Ｎｉ2 合金 ,认为这一合金的发现为进一步开发性能良好的镁基贮氢…     

贮氢合金的开发

贮氢合金的开发贮氢合金基本上是由容易生成稳定氢化物的放热型金属Ａ（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｌａ，Ｍｍ，Ｍｇ等）与对氢无亲和力的吸热型金属Ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｎ等）构成的。自ＡＢ５型合金到Ａ２Ｂ型合金，Ａ金属含量超多的合金贮氢量越多，但是反应速度变慢、反应温度增高、...     

用还原扩散法制取稀土-镍系贮氢合金

ＲＮｉ5 贮氢合金具有质量能量密度和体积能量密度高等优点 ,适合用于室温附近工作的电池 ,近年来作为镍氢蓄电池用的负极材料正在迅速普及。如果利用混合稀土Ｒｍ (稀土元素精炼分离前的产品 )取代稀土元素Ｒ ,可获得吸氢性能不次于ＲＮｉ5 的廉价贮氢合金ＲｍＮｉ5 。采用钙作还原剂 ,利用混合稀土原料 (氧化物和卤化物等 )和镍颗粒作原料 ,直接制取ＲｍＮｉ5 粉末时 ,在惰性气氛中加热到钙熔点 ( 1 1 0 6Ｋ)以上 ,经过还原反应和还原扩散生成化合物反应而获得ＲｍＮｉ5 。作为还原剂所用的钙有一部分与镍起反应生成ＣａＮｉ5 ,它存在于镍…     

整体粉末机械合金化固态合成Mg2Ni

Ｍｇ2 Ｎｉ合金具有相当于ＬａＮｉ5 重量 3倍的贮氢容量 ,而且耐过充电和过放电性能高以及充放电率高等特点 ,所以作为下一代贮氢材料倍受关注。Ｍｇ Ｎｉ系贮氢合金利用它在共晶温度 ( 779Ｋ)以上反应进行活化 ,通过燃烧合成法便可制备Ｍｇ2 Ｎｉ合金。与铸造法相比 ,燃烧合成法可比较精确的控制 2 1组成比 ,但反应在颇大程度上依赖于温度难以确保反应过程的稳定性。因此 ,研究了整体粉末机械合金化方法 (简称整体ＭＡ法 )制取Ｍｇ2 Ｎｉ贮氢合金的效果。整体ＭＡ法与传统的研磨ＭＡ和碾磨ＭＡ不同 ,它不使用磨球和容器进行机械合金化 ,…     

贮氢合金

贮氢合金的吸氢量大约为其合金体积的１１００倍,较之液态氢的密度还高。贮氢合金还具备十分安全的特点。自本世纪６０年代后期发现镁系贮氢合金以来,７０年代开发成功稀土系贮氢合金,８０年代后期开发了使用贮氢合金作负极的镍氢电池并于９０年代投入市场。当前镍氢电池已广泛用于电脑和电力汽车,其年产值高达数百亿日元,在市场竞争日益激烈的形势下,不断致力于高性能化和廉价化并极力开拓新的市场。贮氢合金是由吸氢的金属（Ａ金属）与不吸氢的金属（Ｂ金属）所构成,并且常以Ａ金属的种类来分类的,下表列出了直到目前已知的几个典…     

蓄电池用贮氢合金

蓄电池用贮氢合金采用可吸放氢气的贮氨合金制作电极作为碱性彩电池的负极时，氢的电化学氧化还原反应得以在碱性蓄电池负极的起电反应中利用。作为蓄电池负极常用的贮氢合金，有ＬａＮｉ．、Ｌａｖｅｓ相的ＺｒＮｉ。和ＴＩＮｉ等金民间化合物。作为这种电极的制造方法，...     

Study on Hydrogen in Mixed Gas Separated by Rare Earth Hydrogen Storage Alloys

采用中频感应炉在氩气保护下制备稀土镍系AB5型贮氢合金和La-Mg-Ni系AB3型贮氢合金。利用H2、N2和CH4配制的混合气体来模拟工业尾气,对利用稀土贮氢合金分离混合气体中氢气的纯度、合金抗杂质气体毒化及抗粉化性能进行研究。结果表明,稀土镍系AB5型合金由CaCu5型结构组成,AB3型La-Mg-Ni系合金为多相结构,由(La,Mg)Ni3、LaNi5以及LaNi2型相组成。在分离混合气体中氢气时,贮氢合金均受到杂质气体的毒化,导致吸氢速率降低,吸氢量减少。La-Mg-Ni系合金的抗粉化性能好于LaNi5及其多元化合金。综合考虑分离氢气的纯度、合金的抗毒化及抗粉化性能,认为LaNi3.7Mn0.4Al0.3Fe0.4Co0.2合金分离氢气的效果较好,氢气纯度可以达到90.7%。     

钛基贮氢合金的开发动向

传统的贮氢合金按其成分大致可分为ＡＢ5、ＡＢ2 、ＡＢ和Ａ2 Ｂ型化合物四大类。ＡＢ5型化合物当前最通用也是最典型的合金便是ＬａＮｉ5;ＡＢ2 型近年来研究最活跃的合金是立方晶Ｃｌ5Ｌａｖｅｓ相 (ＭｇＣｕ2 型 )和六方晶Ｃｌ4Ｌａｖｅｓ相 (ＭｇＺｎ2 型 ) ,Ａ可以是稀土元素、Ｔｉ或Ｚｒ等 ,而Ｂ可以是Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ和Ｆｅ等 ,通过改变Ａ与Ｂ的比例可控制吸氢平台 ;ＡＢ型是等比化合物有ＺｒＮｉ、ＴｉＦｅ、ＴｉＣｏ、ＺｒＣｏ等贮氢合金 ,目前尚未达到实用化要求 ;Ａ2 Ｂ型 ,以Ｍｇ2 Ｎｉ合金为代表 ,其优点在于轻而且吸氢量…     

氢化燃烧合成法制造Mg-Ni系贮氢合金

异种金属粉末混合物压粉体在加热时进行固相放热反应瞬时即可生成合金的燃烧合成法,近年来受到了广泛关注。这种方法用于制造贮氢合金,有利于提高合金吸氢能力,具有不需要活化处理和高纯化、合成时间短、耗能量大为减少等优点。镁系贮氢合金(Ｍｇ2Ｎｉ等)还有资源丰富、环保性好、轻质等优点。近年来日本东北大学利用燃烧合成法成功地合成了Ｍｇ1%(质量)Ｎｉ贮氢合金,该合金不必进行活化处理,其吸氢量高达7.2%(质量)。最近发现在氢气氛中加热可直接合成镁镍系合金(Ｍｇ2ＮｉＨ4)的新工艺,即氢化燃烧合成法,贮氢合金性能得到了进一步改善。为…     

稀土─镍贮氢合金

稀土─镍贮氢合金常用的稀土一镍系贮氢合金ＬａＮｉ。、ＭｍＮｉ。、ＬｍＮｉ。（Ｌｉｎ指富斓的混合稀土，含Ｌａ４０％～７０％、Ｃｅｏ．１％～２０％和少量Ｎｄ、Ｐｒ和Ｓｉｎ等）等，有贮氢量大、吸放氢速度较快等优点，但有贮氢压力与离解平衡压差（即所谓滞后效应...     

CO毒化LaNi4.7l0.3贮氢合金的SIMS分析

应用ＳＩＭＳ方法对ＬａＮｉ４．７Ａｌ０．３贮氢合金被ＣＯ毒化前后的表面进行分析。结果表明：ＬａＮｉ４．７Ａｌ０．３贮氢合金毒化前Ｃ,Ｏ峰不明显,毒化后Ｏ峰明显增高,Ｃ峰明显出现。毒化后生成了Ｌａ－Ｃ,Ｌａ－Ｃ２、Ｌａ－Ｏ的强键,并在合金表面形成了一层化合物薄膜,阻止贮氢合金进一步吸氢,导致ＬａＮｉ４．７Ａｌ０．３贮氢合嘛氢量下降。吸氢速度降低。     

贮氢合金在蓄电池上的应用

贮氢合金在蓄电池上的应用目前作为蓄电池负极使用的一些主要贮氢合金列于下表。典型的稀土－镍系ＡＢ５型合金是ＬａＮｉ５，含有使电极反应活化的Ｎｉ，能够充分充放电，但在充放电过程中容易氧化，反复充放电的循环寿命短。为了改善合金的这一性能，研究了用Ｃｕ、Ｍｎ...     

CO毒化LaNi4.7Al0.3贮氢合金的SIMS分析

应用ＳＩＭＳ方法对ＬａＮｉ４．７Ａｌ０．３贮氢合金被 ＣＯ毒化前后的表面进行了分析,结果表明： ＬａＮｉ４．７Ａｌ０．３贮氢合金毒化前 Ｃ, Ｏ峰不明显,毒化后 Ｏ峰明显增高, Ｃ峰明显出现毒化后生成了 Ｌａ－Ｃ, Ｌａ－Ｃ２和 Ｌａ－Ｏ的强键,并在合金表面形成了一层化合物薄膜,阻止贮氢合金进一步吸氢,导致 Ｌ３Ｎｉ４．７Ａｌ０．３贮氢合金吸氢量下降,吸氢速度降低．     

LaNi5—xMx合金氢化物贮氢性能的计算与预报

在研究了ＬａＮｉ５－ｘＭｘ合金氢化物（Ｍ＝Ｃｒ,Ｍｎ,Ｆｅ,Ｃｏ,Ｎｉ,Ｃｕ,Ａｌ,Ｇａ,Ｇｅ和Ｓｉ）生成焓、吸氢量与组成、键参数之间的关系的基础上,建立了生成焓与吸氢量的数学模型,给出了影响生成焓、平衡氢压及吸氢量的主要因素及其影响程度的大小。结果表明：在所研究的合金体系中,元素的电子浓度、原子尺寸越小,电负性差越大,合金的氢化生成焓越小,合金氢化物越稳定;元素电负性差、原子尺寸、电子浓度等越小