LaNi5—xAlx贮氢合金的研究

用Ａｌ置换ＬａＮｉ５贮氢合金中部分Ｎｉ，得到一系列ＬａＮｉ５－ｘＡｌｘ（ｘ＝０．１，０．３，０．５）贮氢合金。通过对合金的热力学性能的测试可知：随着Ａｌ的加入及其含量的增加，贮氢合金的平台氢压降低，吸氢量有所减少，而吸氢速度有所增加。通过对合金及吸氢后氢化物晶体结构的Ｘ射线衍射分析，发现Ａｌ的加入并未使晶体结构类型发生变化，只是晶格常数略有增加；同时还证明了ＬａＮｉ５－ｘＡｌｘ合金吸氢后其晶体结构     

贮氢合金动力学测试方法的研究

通过对贮氢合金动力学主要研究内容的分析，研究探讨了在等容差压法热力学测试装置上进行等温等压的吸放氢动力学曲线的测定。用该装置直接进行测定，只能得到压力变化的动力学曲线，为解决等压问题，采用了在不同初始氢压下进行多条吸氢曲线的测试、计算并绘出某一恒定氢压下吸氢量与吸氢速度的关系曲线，进而利用数值积分公式计算并绘出吸氢量与时间关系动力学曲线。通过ＬａＮｉ５合金动力学曲线的测定，证明了该合金的良好动力学     

两段热处理对贮氢合金电极性能的影响

采用电化学方法测定了铸态合金和850－1000℃时二步法热处理合金（即热处理合金）的P－C－T曲线，研究了二步法热处理对M1（NiCoMnAl)5贮氢合金热力学性能的影响；应用三电极体系测定了贮氢合金电极的活化性能及温度特性。研究结果表明：合金经热处理后，平台压力下降，贮氢合金放氢平台的倾斜度减小；同时，X衍射的特征衍射峰明显加高，主峰半高宽由0.36下降到0.20；在常温（25℃）和0.2C（其中C为放电容量）充放电的条件下，合金电极达到最大电化学容量的循环次数由铸态合金电极的8次提高到热处理合金电极的3次；在不同的充电率下，合金电极在－20℃（1C）时放电效率由铸态合金电极的73．5％提高到热处理合金电极的94．8％，但热处理合金电极在45℃（1C）时放电效率则比铸态合金电极下降近3％，表明两段热处理能明显提高合金的活化速度，但合金电极的高温充放电容量下降。     

贮氢合金La-Mg-Ni系的贮氢性能

借助X-ray及吸氢性能测试装置研究了AB3型La-Mg-Ni系贮氢合金的结构和贮氢性能,测试了不同温度下合金的PCT曲线.结果表明,La-Mg-Ni系贮氢合金可获得(La,Mg)Ni3相组织;加Co,改善了合金的特性,并使平台压力降低.     

Mg2Ni氢化物电子结构的研究

利用电荷自洽离散变分Xα对Mg2Ni氢化物的电子结构进行研究，结果表明，在Mg2Ni氢化物中，H与Nj原子之间强烈的成键作用是导致Mg2Ni合金释放氢的温度比较高的原因．在A2B型贮氢合金中，因为氢原子更倾向于进入吸热型元素周围的品格位置，所以吸热型元素在储氢合金中起到了增强对氢原子吸附力的作用．吸氢后，A2B型合金出现了A-B键受到减弱的现象，使得贮氢合金的性能降低了．     

Ca_(9-x)Mg_xNi_(33)(x=1,2和3)合金相结构和贮氢性能

研究Mg替代Ca对Ca_(9-x)Mg_xNi_(33)=1,2和3)合金相结构和贮氢性能的影响。结果表明,Ca_(9-x)Mg_xNi_(33)合金均由复相组成;随Mg添加量的增加,合金的主相由(Ca,Mg)_2Ni_7向(Ca,Mg)Ni_3转变。Ca_8MgNi_(33)合金在298 K的吸氢容量(体积分数)大约为1.71%,是商业应用LaNi_5合金的1.4倍。随着合金Mg添加量的增加,合金吸放氢热力学性能得到改善。Ca_7Mg_2Ni_(33)合金具有良好的吸放氢可逆性。     

LaNi3.8Co1.1Mn0.1/TiMn1.5贮氢合金的结构和性能

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金贮氢性能的影响,采用熔炼掺杂方法制备La-Ni3.8Co1.1Mn0.1/TiMn1.5(TiMn1.5质量分数为4%、8%)贮氢合金,利用PCTPro-2000气体吸附测量仪研究了合金的气态储氢性能。XRD和SEM分析显示,熔炼掺杂后合金主相为LaNi5相,出现少量(NiCo)3Ti相。P-C-T测试结果表明,(NiCo)3Ti相的出现对合金气态贮氢性能有较大影响,熔炼掺杂后合金吸放氢平台压和滞后效应降低,贮氢容量减少。掺杂TiMn1.5使得合金的氢化物的生成焓由原始合金的-27.35kJ/mol降至-29.14kJ/mol(掺杂质量分数8%的TiMn1.5),较高温度有利于合金中氢的释放,同时掺杂形成的(NiCo)3Ti相改善了合金吸/放氢动力学性能。     

合金凝固组织对氢扩散和MH电极性能的影响

用电位阶跃法和恒电流充放电法研究了贮氢合金凝固组织中的氢扩散行为和合金氢化物（ＭＨ）电极放电的速度特性。研究表明：合金ＭＬＮｉ３．４５（ＣｏＭｎＴｉ）１．５５的各凝固组织中氢扩散系数及合金的电极性能均明显不同，随合金凝固时冷却速度增大，氢扩散系数和晶胞体积减小；合金电极的高倍率放电率主要取决于氢在合金中的扩散速度和电极表面的电催化活性。定向凝固组织具有良好的放电速度特性与其凝固组织中存在Ｎｉ的析出     

LaNi_（3.8）Co_（1.1）Mn_（0.1）/TiMn_（1.5）贮氢合金的结构和性能

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金贮氢性能的影响,采用熔炼掺杂方法制备La-Ni3.8Co1.1Mn0.1/TiMn1.5（TiMn1.5质量分数为4%、8%）贮氢合金,利用PCTPro-2000气体吸附测量仪研究了合金的气态储氢性能。XRD和SEM分析显示,熔炼掺杂后合金主相为LaNi5相,出现少量（NiCo）3Ti相。P-C-T测试结果表明,（NiCo）3Ti相的出现对合金气态贮氢性能有较大影响,熔炼掺杂后合金吸放氢平台压和滞后效应降低,贮氢容量减少。掺杂TiMn1.5使得合金的氢化物的生成焓由原始合金的-27.35kJ/mol降至-29.14kJ/mol（掺杂质量分数8%的TiMn1.5）,较高温度有利于合金中氢的释放,同时掺杂形成的（NiCo）3Ti相改善了合金吸/放氢动力学性能。     

可用于PEMFC燃料电池的钒基固体贮氢材料

介绍了V-Ti-Cr-Fe系列贮氢合金,该系列合金常温无需活化即可快速吸氢,放氢平台压可调,其1 atm以上的可逆吸放氢量超过质量分数2.0%,吸放氢循环500次的容量衰减小于30%.此外,由于利用了廉价的FeV80中间合金,解决了钒基贮氢合金价格昂贵的问题,是目前少有的综合性能优良的贮氢合金,可用于PEMFC燃料电池的高纯氢燃料的贮存载体.     

硼对稀土系AB5型贮氢合金电化学容量及循环寿命的影响

为了提高低钴AB5型贮氢合金的电化学循环稳定性，在MmNi3．8Co0.4Mn0.6Al0．2贮氢合金中加微量的硼．用真空快淬工艺制备了稀土系低钴AB5型MmNi3．8Co0．4Mn0．6Al0．2Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)贮氢合金，分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能及微观结构，研究了硼对铸态及快淬态合金电化学容量及循环寿命的影响．结果表明，硼使铸态及快淬态MmNi3.8Co0.4Mn0．6Al0．2贮氢合金的电化学容量不同程度地降低，但使电化学循环稳定性大幅度提高．硼对电化学性能的影响主要是促进非晶相的形成．     

LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5.1贮氢合金的电化学性能

在低钴AB5型贮氢合金LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1(x=0．25，0．38，0．56，0．74)中，加入纯La调整富Ce混合稀土中的La含量，测试了合金的电化学性能，研究了La含量的变化对LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1合金晶格参数、热力学参数及电化学性能的影响。结果表明，合金的晶格常数、晶胞体积及标准生成焓的绝对值随La含量的增加而增大，La含量的增加对提高铸态及快淬态合金的容量有利，但使得电化学循环稳定性及放电平台压下降，La含量的变化对合金的活化性能基本没有影响，铸态和快淬态合金通过1～2次循环均可完全活化。     

二元及三元铜基合金的热力学

利用熔化相变的热力学，动力学参数，对Ｃｕ－Ｔｉ，Ｃｕ－Ｃｒ，Ｃｕ－Ｔｉ－Ｏ及Ｃｕ－Ｃｒ－Ｏ系合金建立物化工艺过程的平衡条件，多相系统的热力学，动力学参数与其热电性能之间的相互关系，以便了解这些合金的组织和性能，并用相关溶解模型（ＡｓｓｏｃｉａｔｅｄＳｏｌｕｔｉｏｎＭｏｄｅｌ－ＡＳＭ）描述了这类二元液溶体的热力学性质。     

稀土、钒钛贮氢合金及镍氢电池研究进展

介绍了利用四川省稀土钒钛优势资源研究开发稀土、钒钛贮氢合金及镍氢电池的进展情况。成功开发了:1)无钕贮氢合金,所制备出的镍氢电池不仅常温综合性能优良,且可在-30 ℃下放电,比普通镍氢电池在电动车等用镍氢电池上更有优势;2)低温无钕贮氢合金和性能优良的宽温区(–40 ℃～+55 ℃)镍氢电池,对我国国防、寒冷及特殊行业的应用意义重大;3)吸放氢性能优良的V-Ti-Cr-Fe系列合金,采用廉价的80VFe中间合金解决了添加金属V带来的高昂成本的问题,可作为车用燃料电池的氢源载体。研究发现温度和钯对钒的放电性能有重要影响,结果表明这种合金在温度不超过80 ℃的加热条件下有可能成为高能量密度的一次或二次镍氢电池负极材料。无钕系列贮氢合金的开发成功对于缓解我国长期存在的稀土资源利用不平衡的突出矛盾有重要意义。     

贮氢合金的应用研究进展

本文概括了新型功能新料－贮氢材料的发展状况和应用研究进展，重点综述了稀土储氢合金性能改善方面的最新成果和用于二次电池的贮氢材料的状况。     

快凝合金La(NiMn)5.6的贮氢性能

借助X-ray及吸放氢性能测试装置研究了非化学计量比快凝合金La(NiMn)5.6的结构和贮氢性能以及A端、B端元素替代对合金的影响,测试了不同温度下合金的PCT曲线.结果表明,快速凝固(35 m/s)条件下合金La(NiMn)5.6均可获得过饱和CaCu5型单相组织.A端以Ce取代La,使平台压力增大,最大吸氢量减小,但滞后降低;B端以Sn取代Ni,改善了合金的活化特性,并使平台降低,吸放氢滞后减小.     

近α型Ti600合金吸氢热力学的研究

根据钛合金吸氢的热力学性质,通过管式氢处理炉,在不同的温度条件下利用连续多步吸氢法进行Ti600合金的吸氢热力学试验,建立不同温度条件下的PCT热力学曲线。研究结果表明:Ti600合金吸氢的平衡氢压随氢含量和温度的增加而增加,在较低温度下,PCT曲线存在一个很短的平台;当吸入Ti600合金中的氢超过其溶解度时,生成氢化物相,氢在氢化物相中的溶解度与其平衡氢压满足Sieverts’定律;根据Van’t Hoff定律,近α型的Ti600合金中α_H→氢化物相变的焓变和熵变分别为-55.99 kJ/mol和-131.585 J/(K·mol)。       

熔炼掺杂对AB5型贮氢合金的结构和性能影响

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金性能的影响,采用熔炼掺杂方法,研究了掺杂适量TiMn1.5合金（掺杂量为4％、8％的TiMn1.5）对成分为‰．La0.7Ni2.65Co0.75Mn0.1的AB5型贮氢合金的结构及性能影响。XRD测试结果证实：掺杂后合金的主相仍为LaNi5相,生成了少量（NiCo）2Ti相。（NiCo）3Ti相的出现对贮氢合金的气态和电化学贮氢性能都有不同程度的降低。合金电极的动力学测试结果表明（线性扫描法和交流阻抗法）：在0．5～2．5C的放电电流密度,掺杂前后的合金电极的反应速率均由电极表面电荷转移速率决定,掺杂4％TiMn1.5的合金样品电极的高倍率放电性能有一定的改善。在3C放电电流密度以上,电极反应速率均由氢扩散速率来控制,随着TiMn1.5的掺杂的增加,其合金电极的高倍率性能降低。     

非化学计量比对贮氢合金Mm(NiCoMnAl)5Bx电化学性能的影响

研究了稀土系非化学计量比贮氢合金Mm(NiCoMrLAl5)5Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)微观结构及电化学性能，分析了非化学计量比x对贮氢合金电化学性能的影响．研究结果表明，铸态非化学计量比合金Mn(NiCoMnAl)5Bx具有双相组织，主相为CaCu5结构相，还有少量CeCO4B第二相，第二相的相丰度随x的增加而增大．经22m/s淬速快淬处理后，合金中的第二相消失．随非化学计量比x的增加，合金的电化学容量下降，但活化性能、倍率放电能力循环寿命明显提高，放电电压特性得到一定改善．     

负载贵金属的层柱分子筛的氢溢流效应的研究

考察了Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３及Ｐｄ／Ａｌ－ＣＬＭ两种催化剂的苯和均三甲苯加氢饱和性能。结果两种催化剂的苯加氢饱和性能相当，苯转化率均在９９％以上，饱和产物选择性分别为８１．３７％和７７．７３％；两种催化剂的均三甲苯加氢饱和性能差别较大，Ｐｄ／Ａｌ－ＣＬＭ催化剂的均三甲苯转化率为１００％，Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的均三甲苯转化率仅为６．１０％，饱和产物的选择性均在７７％以上。考察稀释后两种催化剂的均三甲苯加氢饱和性能，结果它们的饱和产物选择性均在７８％左右，用Ａｌ－ＣＬＭ稀释Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３后催化剂的均三甲苯转化率为３４．７６％，用γ－Ａｌ２Ｏ３稀释Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３后催化剂的均三甲苯转化率仅为２．１０％。结果表明，Ｐｄ／Ａｌ－ＣＬＭ催化剂中存在氢溢流现象，而且该溢流氢参与均三甲苯加氢饱和反应。