纳米晶镁粉的吸放氢动力学模型分析

利用一种新模型分析了纳米晶镁粉的吸放氢动力学，量化了球磨和添加剂Pd对镁粉吸放氢动力学性能的改善效果。结果表明，球磨能大幅度降低氢化反应活化能，提高镁粉的氢化速率30倍。添加1％（质量分数）Pd的纳米镁粉（30nm）的吸放氢速率比未添加Pd的纳米镁粉（30nm）的吸氢速率提高6．6倍。模型计算出30nmMg-1％Pd（质量分数）合金的吸氢活化能为38．74kJ／molH2。     

元素取代和磁热处理对La0.67Mg0.33Ni3-xMx(M=Co,Cu)(x=0,0.5)合金贮氢性能的影响

研究了Co和Cu取代Ni以及磁热处理对La0.67Mg0.33Ni3-xMx(M=Co,Cu)(x=0,0.5)合金吸放氢反应热力学和动力学性能的影响。结果表明,Ni被Co和Cu元素部分替代后,合金的吸放氢量增大,放氢温度降低,吸放氢特征时间(tc)减小,吸放氢过程中的扩散活化能降低。磁热处理明显地提高了3种铸态合金的吸氢量,增大了吸放氢平台宽度,改善了合金的吸放氢动力学性能,其中磁热处理对La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金改性效果最好,吸放氢量分别为1.40%和1.32%(质量分数,下同),放氢峰所对应的温度为77.8℃,吸放氢特征时间"tc"为91.4和379.3s,吸放氢扩散活化能分别为16.3和23.3kJ/mol。     

银和铝对Mg2Ni合金储氢性能的影响

用氢化燃烧法合成Mg2-xAgxNi(x=0．05，0．1，0．2，0．5)和Mg1-xAlxNi(x=0，0．1，0．2，0.5)。PCT结果说明合成的Mg-Ni—Ag和Mg—Ni—Al储氢合金材料具有很高的活性和理想的储氢性能。对两个体系的PCT结果分别进行计算，得出温度和氢平衡压的关系式。在423K时Mg1.8Ag0.2Ni在5min之内的放氢量为2．14％／min(质量分数)；Mg1.5Al0.5Ni在α β相区的吸氢速率为4．88％／min(质量分数)，放氢速率为1．26％／min(质量分数)。用XRD方法进行物相分析表明：添加少量银没有改变Mg2Ni的结构；添加铝却改变了Mg2Ni的结构，使储氢合金材料的储放氢动力学性能均得到改善。     

Ni取代Al对SrAl2合金结构和储氢动力学性能的影响

研究Ni部分取代Al对Zintl相合金SrAl2结构和储氢动力学性能的影响.对合金的吸氢动力学曲线进行拟合,得到了动力学回归方程,并分析了合金的吸氢控制步骤.XRD分析表明,Ni取代Al后合金主要由SrAl2、Sr5Al9、AlNi和SrAl相组成;随着Ni取代量的增加,SrAl2与Sr5Al9相逐渐减少,而AlNi和SrAl相逐渐增加.氢化测试表明,Ni的加入降低了合金的最大吸氢容量,但是却极大地提高了合金的吸氢动力学性能.     

添加Nd、Zn、Ti的Mg2Ni基合金微观组织及氢化动力学

为了提高Mg2Ni基合金的储氢动力学性能,通过熔炼方法分别添加金属元素Nd,Zn和Ti来防止镁的氧化和蒸发,将Mg2Ni基合金在有覆盖剂保护的电阻炉中进行熔炼。借助XRD 和 SEM/EDS研究了铸态合金的相组成和微观组织。采用定容法在Sievert’s型PCT测试仪上测试了合金的氢化动力学性能。Nd、Zn和Ti的添加导致了微量相Mg6Ni和Ni3Ti的生成。Nd和Zn溶解在Mg2Ni基合金的α-Mg、Mg2Ni和MgNi2相中。添加Nd元素后,合金的首次吸氢量高于Mg2Ni的,达到2.86%（质量分数）。Mg2Ni基合金的吸氢动力学性能和活化性能均有所提高。在前3次吸放氢循环过程中,添加Zn和Ti的合金吸氢量和吸氢动力学性能均得到提高。采用Hirooka动力学模型分析了合金的氢化动力学性能及反应机制。     

Ni对V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4合金吸放氢性能的影响

研究了用Ni元素取代一定量V对V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4合金结构与性能的影响。结果表明，随Ni含量的增加，合金有效吸氢量先增大后减小，放氢压力增大，合金吸氢动力学性能也是先有所改善，而后又变差。添加0．1at％Ni有利于改善基体合金V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4的吸放氢性能。用Ni元素取代V引起的晶胞体积的变化、放氢平台压力的升高以及杂质相的出现，是影响合金有效吸氢量和吸氢动力学性能的主要因素。     

热蒸发法制备Mg和Mg-Ni薄膜及其氢化性能

采用热蒸发法制备了纯Mg膜及Mg78Ni22合金膜,研究了薄膜的结构及其氢化性能．Mg膜具有典型的柱状晶结构,择优取向生长趋势明显;Mg78Ni22薄膜由纳米晶Mg2Ni,Mg及少量非晶组成,Mg2Ni相沿着平行于薄膜表面的(001)方向择优生长．纯Mg膜的吸放氢温度分别为593和653K,其吸氢过程遵循形核长大机制．Mg78Ni22薄膜的压力一组成等温曲线存在低压和高压两个平台区,分别对应Mg和Mg2Ni的氢化反应,薄膜内Mg的吸放氢温度可分别降至473和503K,薄膜的最大吸氢量(质量分数)达到5．7％．Mg的氢化性能改善与薄膜中纳米晶Mg2Ni和非晶相起到的催化作用有关．     

Mg-Ni-Ti19Cr50V22Mn9的结构及氢化动力学研究

采用机械合金化方法，将质量百分数为85Mg-5Ni-10Ti19Cr5oV22Mn9的复合材料在氢气保护气氛下球磨8h制备出复合储氢材料。用体积法测量了它在不同条件下的储氢性能，利用X射线衍射、显微镜技术和激光粒度分布仪考察了球磨时间对材料结构的影响，分析了氢化动力学与结构的相互关系。研究了材料在523K-573K的氢化反应动力学机理。结果表明，该复合材料在573K，20min内的吸放氢量分别为6．7％和6．6％。氢扩散为其限制性环节，吸放氢活化能分别为63kJ／mol和69kJ／mol。     

Co替代Ni改善纳米晶和非晶Mg2Ni型合金的贮氢动力学

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢动力学性能,用Co部分替代合金中的Ni,用快淬技术制备了Mg2Ni1？xCox（x=0,0.1,0.2,0.3,0.4）贮氢合金。用XRD、HRTEM表征了快淬态合金的微观结构,用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能,用程控电池测试仪测定了合金薄带的电化学贮氢动力学。结果表明：Co替代Ni提高了Mg2Ni型合金的非晶形成能力,合金的非晶化程度随着Co含量的增加而增加。此外,Co替代Ni显著地改善了合金的贮氢动力学,当Co含量从0增加到0.4时,快淬态（15m/s）合金在5min内的吸氢饱和率从81.2%增加到84.9%,20min的放氢率从17.60%增加到64.79%,氢扩散系数从1.07×10-11cm2/s增加到2.79×10？11cm2/s,极限电流密度从46.7mA/g增加到191.7mA/g。     

常压下催化合成氢化镁放氢动力学研究

研究了常压下催化合成氢化镁在不同温度下的放氢动力学性能，并应用可解析动力学模型分析其放氢动力学机理，从理论上预报了可能得到的实验趋势和结果，预测了催化合成氢化镁的放氢动力学性能，并阐述了它能加速反应的原因。