快淬制备Mg3LaNi0.1合金的相结构转变与储氢性能研究

首先采用感应熔炼方法制备Mg3LaNi0.1合金,合金由Mg3La和LaMg2Ni两相组成,利用单辊旋淬的方法将熔融合金快速冷却,快冷后合金中的LaMg2Ni相消失,而由单一的Mg3La相组成.将快冷后合金置于氩气保护气氛中自然时效,随着时间增长,Ni逐渐析出而LaMg2Ni相重新形成.经过快淬和时效处理的Mg3LaNi0.1合金储氢特性较常规熔炼制备的合金有所改善,储氢量约3.1%,室温下3min内能吸氢2.7%,最低放氢温度为224℃.     

La原料对LaMg17Ni储氢合金性能影响研究

为降低LaMg_(17)Ni储氢合金的成本并解决原材料La不稳定导致的安全问题,采用了La-H粉和La-Mg合金粉两种性能稳定且成本较低的原料替代La粉,利用机械合金化法制备了不同原料的LaMg_(17)Ni储氢合金,并对比两种不同原料制备合金的性能,探究性能差异的原因。采用比表面仪检测合金比表面积变化,用扫描电子显微镜(SEM)表征合金微观形貌,X射线衍射(XRD)表征合金制备前后和吸放氢前后相结构变化,利用高温高压气体吸附仪测试合金的吸放氢曲线、储氢量以及储氢速度。结果表明,以La-H粉为原料制备的合金储氢量达到4.58%,在3MPa氢气压力、温度573K以下,储氢速度为90s内达到饱和储氢量的90%以上,而以La-Mg合金粉原料制备的合金储氢量达到4.43%,在3MPa氢气压力、温度573K以下,储氢速度为120s内达到饱和储氢量的90%以上。由于La-H粉的高脆性使其在机械合金化过程中产生了更高的比表面活性以及内部原有LaH3相的直接催化作用,因此以La-H粉为原料制备的LaMg_(17)Ni合金储氢性能优于以La-Mg合金粉为原料制备的LaMg_(17)Ni合金。     

La原料对LaMg_(17)Ni储氢合金性能的影响

为降低LaMg_(17)Ni储氢合金的成本并解决原材料La不稳定导致的安全问题,采用了La-H粉和La-Mg合金粉两种性能稳定且成本较低的原料替代La粉,利用机械合金化法制备了不同原料的LaMg_(17)Ni储氢合金,并对比两种不同原料制备合金的性能,探究性能差异的原因。采用比表面仪检测合金比表面积变化,用扫描电子显微镜(SEM)表征合金微观形貌,X射线衍射(XRD)表征合金制备前后和吸放氢前后相结构变化,利用高温高压气体吸附仪测试合金的吸放氢曲线、储氢量以及储氢速度。结果表明,以La-H粉为原料制备的合金储氢量达到4.58%,在3MPa氢气压力、温度573K以下,储氢速度为90s内达到饱和储氢量的90%以上,而以La-Mg合金粉原料制备的合金储氢量达到4.43%,在3MPa氢气压力、温度573K以下,储氢速度为120s内达到饱和储氢量的90%以上。由于La-H粉的高脆性使其在机械合金化过程中产生了更高的比表面活性以及内部原有LaH3相的直接催化作用,因此以La-H粉为原料制备的LaMg_(17)Ni合金储氢性能优于以La-Mg合金粉为原料制备的LaMg_(17)Ni合金。     

镍对镁碳复合储氢材料性能的影响

在金属Mg粉中添加经碳化处理的无烟煤,于H2气氛中用反应球磨法制备Mg/C复合储氢材料.研究了添加金属Ni对Mg/C复合储氢材料的粒度、放氢温度和放氢量的影响.结果表明,Ni在球磨过程中对Mg和C有助磨作用,还可降低储氢材料的放氢温度,增大放氢量.含10%Ni储氢材料与无Ni储氢材料相比,初始放氢温度降低70℃,高峰放氢温度降低46℃.     

Mg-16.5Y-13Zn合金储氢性能的研究

采用电磁感应铜模铸造法制备了含有长周期相(LPSO)Mg12YZn,Mg3Y2Zn3相和Mg相的Mg-16.5Y-13Zn(质量分数)合金,并测定了合金的储氢性能.通过退火和球磨处理可以细化镁合金的显微组织,但不改变相组成.退火态球磨合金的储氢性能优于铸态球磨合金,虽然二者吸氢量没有明显的区别,但退火态球磨合金的放氢量较大退火态球磨和铸态球磨合金PCT后均存在YH2,YH3和MgZn相,但退火态球磨合金PCT后MgH2完全放氢,其放氢性能要好于铸态球磨样品.     

La-Mg-Ni系储氢合金储氢性能研究

采用快淬法制备了不同镁含量的La-Mg-Ni系储氢合金,并研究了La-Mg-Ni系储氢合金的储氢特性.结果表明,La-Mg-Ni系储氢合金主要由LaNi5和LaNi3两相组成;随着镁含量的增加,储氢合金的吸放氢平台压力降低,吸氢量提高;与化学计量比储氢合金相比,非化学计量比的储氢合金平台压力提高;在1173 K热处理4...     

碳纳米球储氢材料的制备及影响因素研究

无烟煤经过脱灰、炭化和预石墨化处理,然后添加活性金属,用充氢反应球磨法制得碳纳米球储氢材料.研究了原料预处理、充氢压强、活性金属等对材料储氢性能的影响.高能反应球磨时,物料在较短时间内即可达到30～50 nm,并具有较高的储氢密度和较低的放氢温度.镁和碳在储氢过程中存在协同效应,Al,Co,Fe,Ni金属催化剂能显著改善储氢材料的吸放氢性能,并对镁碳协同储氢有促进作用.     

A2B7型La-Y-Ni与La-Mg-Ni储氢合金电化学性能研究

采用感应熔炼法制备了A2B7型La-Y-Ni储氢合金,与市售的A2B7型La-Mg-Ni合金进行对比,分别测试了合金的XRD和PCT曲线,通过模拟电池测试系统和密封镍氢电池两种方式进行全面电化学性能测试。结果表明：两种合金均由两相组成,La-Y-Ni合金存在两个吸放氢平台,均高于La-Mg-Ni合金的吸放氢平台;模拟电池测试发现两种合金的容量一致,La-Mg-Ni合金的寿命好于La-Y-Ni合金;密封镍氢电池测试结果显示：La-Y-Ni电池的充电内阻比La-Mg-Ni电池高3.7mΩ,导致容量发挥略低,但其循环寿命表现出明显的优势。 关键词：A2B7型储氢合金     

以AB5储氢合金为催化剂制备碳纳米管

在750℃条件下,以AB5储氢合金为催化剂,甲烷为原料气,采用化学气相沉积法制备出多壁碳纳米管.对反应产物进行了结构和X射线衍射分析,比较了反应前后储氢合金催化剂的XRD谱图,同时探讨了储氢合金的催化机理.结果表明,AB5储氢合金粉末在高温氢气气氛下细化分解为纳米级的La和Ni金属颗粒,Ni微粒在反应中作为催化活性中心,催化甲烷裂解生长碳纳米管,而La起分散作用.     

机械合金化法制备Ti基储氢合金的进展

介绍机械合金化法Ti基储氢合金研究的进展，并展望其发展趋势。机械合金化工艺设备简单、成本低、污染小、安全性能好，完全符合高新技术研究和发展的思路。钛基储氢合金兼有吸放氢动力学和储氢量的优势，应用前景广阔。     

纳米Cu粉对储氢合金电极电化学性能的影响

以直流电弧等离子法制备纳米Cu粉,对比分析了不同质量的纳米Cu粉取代Ni粉作为导电剂对储氢电池负极材料AB5型储氢合金电极电化学性能的影响。结果表明,制备的Cu粉为近球形颗粒,中粒径为150nm。采用纳米Cu粉取代Ni粉作为导电剂后,可以显著改善储氢合金负极的充放电性能和高倍率性能,在1800mA/h的放电电流密度下,以纳米铜粉替代50wt%的Ni粉作为导电剂,高倍率从7.65%提高至44.18%。线性极化和循环伏安测试表明,纳米Cu粉的电催化活性不如Ni粉,但可以显著提高合金电极的导电性,改善动力学性能。     

酞菁铁对新型La-Mg-Ni基储氢合金电化学性能的影响Effect of Phthalocyanine Iron on Electrochemical Properties of the New La-Mg-Ni-based Hydrogen Storage Alloy 王新颖 黄红霞* 谢文强

为提高La-Mg-Ni基储氢合金La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60在Ni/MH二次电池中的电化学性能,将合成的酞菁铁作为添加剂添到合金中,考察不同含量的酞菁铁对La-Mg-Ni基储氢合金电化学性能的影响。通过分析紫外和红外图谱,可知合成出目标产物酞菁铁。添加酞菁铁后,合金的相结构没有变化。将不同含量的酞菁铁加入到储氢合金后,合金的最大放电容量变化不大,循环50次后的放电容量保持率从62.6%提高到75.3%。合金电极的交换电流密度I0、极限电流密度IL均有较大幅度增加,抗腐蚀性能也有提高。表明酞菁铁有效改善了储氢合金电极的综合电化学性能。     

快淬态无钴LaNixCu4.5-x Mn0.3Al0.2型贮氢合金特性的研究

采用快淬工艺制备了LaNixCu4.5-xMn0.3Al0.2无钴贮氢合金,同时对其充放电性能进行了研究.结果表明:快淬态合金为CaCu5型单一相结构;随着贮氢合金中铜含量的增加,贮氢合金的放电比容量和活化性能降低,合金的放电平台明显降低,但循环性能得到明显提高,当x=3.0时,合金的充放电综合性能较好;与铸锭工艺相比,快淬工艺所制备的合金的活化较慢,但放电比容量及循环性能得到提高.     

镁基储氢材料的改性研究

镁基储氢材料因其储氢量大、成本低廉等而被认为是最有前途的固态储氢材料之一。然而其过慢的吸放氢速率和过高的吸放氢温度限制了它的应用。元素取代和纳米复合是改善镁基储氢材料性能的重要方法。本文对镁基储氢材料的改性方法进行了综述,并对其发展趋势进行了展望。     

Ce-10La合金在水蒸气中的表面气相反应结构特征研究

研究了Ce-10La合金 (原子分数)在100 ℃水蒸气中的表面气相反应行为, 描述并探讨了合金在气化过程中表面层组织结构和形貌的演变规律, 讨论了氢气的存在对Ce-10La合金与水蒸气表面反应的影响。结果表明, Ce-10La合金在水蒸气中被迅速氧化为Ce₂O₃, 并被进一步氧化为CeO₂, 形成疏松的表面层, 但经过2 h的反应后Ce-10La合金仍可保持块体形状。在100℃水蒸气和氢气混和气氛中, Ce-10La合金优先与水蒸气反应, 形成稀土氢氧化物并释放出氢气, 氢氧化物遇空气后会部分被氧化为CeO₂。氢气的存在降低合金与水蒸气的反应速度和反应程度。     

负极添加剂对镍氢电池性能的影响

以市售A2B7型La-Mg-Ni系储氢合金作为负极材料,并分别以Y2O3、La2O3、ZnO和MgO作为添加剂制作AA1500型镍氢电池,并对其放电容量、充电态内阻、自放电、循环寿命和过充性能进行测试与分析.结果表明:添加Y2 O3和La2 O3的电池在0.2 C倍率下的放电容量与未添加电池基本一致,而以MgO和ZnO...     

Metal hydride air conditioner

The relationship among the hydrogen storage properties, cycling characteristics and thermal parameters of the metal hydride air conditioning systems was investigated. Based on a new alloy selection model, three pairs of hydrogen storage alloys, LaNi4.4 Mn0.26 Al0.34 / La0.6 Nd0.4 Ni4.8 Mn0.2 Cu0. 1, LaNi4.61Mn0. 26 Al0.13/La0.6 Nd0.4 Ni4.8 Mn0.2 Cu0. 1 and LaNi4.61 Mn0.26 Al0.13/La0.6 Y0.4 Ni4.8 Mn0. 2, were selected as the working materials for the metal hydride air conditioning system. Studies on the factors affecting the COP of the system showed that higher COP and available hydrogen content need the proper operating temperature and cycling time,large hydrogen storage capacity, flat plateau and small hysterisis of hydrogen alloys, proper original input hydrogen content and mass ratio of the pair of alloys. It also needs small conditioning system was established by using LaNi4.61 Mn0.26 Al0. 13/La0.6 Y0.4 Ni4.8 Mn0.2 alloys as the working materials, which showed that under the operating temperature of 180℃/40℃, a low temperature of 13℃ was reached, with COP =0.38 and Wnet =0.09 kW/kg.