镁基储氢材料的研究进展

镁基储氢材料以吸氢量大、资源丰富、价格低廉、质量轻和无污染而被认为是最有发展前途的固态储氢材料之一.本文从镁基储氢材料的研究历史及现状出发.对其分类及制备、研究进展等进行了综述,并对其广阔的发展前景进行了展望.     

镁基储氢合金寿命改善方法研究概况

镁基储氢合金是一种很有发展前景的储氢合金材料,但其在碱性电解液中极易腐蚀,循环性能较差,这限制了它在镍氢电池中的实际应用.因此,采用不同方法对镁基储氢合金的性能进行改进研究成为近年来的一个研究热点.主要针对几种改善镁基储氢合金循环性能的方法进行了综述.     

Cr替代量对TiFe合金活化性能与储氢性能的影响

TiFe基储氢合金因其储氢性能良好,原材料价格低廉而广受人们的关注,但活化困难这个问题阻碍了其在工业领域方面的应用.为了研究Cr替代量对于TiFe合金活化过程的影响,使用真空高频电磁感应熔炼炉制备了Ti_1.08Y_0.02Fe_0.8Mn_0.2-xCr_x(x=0,0.02,0.04)合金,测试合金的储氢性能并表征其微观结构.X射线衍射与透射电子显微镜的分析结果表明,试验后的合金中出现的新吸氢相CrH₂可以在试验条件下分解,增加了试验合金的可逆吸氢量.同时,Cr替代Mn显著缩短了合金的活化时间,降低了平台压.且随着Cr替代量的增加,合金的吸氢速率也随之增加.     

LiBH4改善镁吸氢性能的研究

研究了LiBH4对镁吸氢性能的影响,探索出一条不需要活化就能改善镁的储氢性能的途径.实验结果显示,在氩气气氛下球磨质量比为14的LiBH4-Mg混合物1 h后,产物表现出很好的吸氢活性,在300℃下20 min内的吸氢量可达到6.5%,在1 h内可达到7.1%;在250℃和200℃下,1 h内的吸氢量分别可达到6.7%和2.6%.而镁在300℃以下几乎不吸氢.     

从废渣中提取的稀土镍钴合金储氢性能的研究

采用水浴—合金置换—电弧渣金熔分三步法从储氢合金冶炼废渣中提取稀土镍钴合金,以此为母合金,依据设计的成分,配入纯金属,电弧熔炼配制成新的储氢合金,测试其储氢性能,结果表明,回收后储氢合金的电化学容量达到315 mAh/g,接近标准储氢合金粉;气固吸氢量为1.403%,PCT曲线平台明显,且平台比较宽,表明吸氢量大;当合金容量衰减到初始容量的80%时,其循环次数为158次.     

稀土-镁-镍基贮氢合金的研究进展

综述了近几年稀土-镁-镍基贮氢合金电极材料相结构与电化学性能等方面的研究进展。介绍了改善合金电化学性能的方法,包括合金组成的改进、热处理、表面处理、制备复合合金等方法。讨论了稀土-镁-镍基贮氢合金研究中的几个重要问题以及发展方向。     

(LaCa3)0.5-xMg1+4xNi9(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)合金微观结构及储氢性能研究

AB₃型La-Mg-Ni系列储氢合金由于储氢容量优异、放电容量高、活化快等优势受到储能领域的关注.采用真空感应熔炼法制备了(LaCa₃)_0.5-xMg_1+4xNi₉(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)合金,表征合金的微观结构并测试储氢合金性能差异,研究合金A侧元素比例对合金性能影响的内在机理.合金活化性能受Mg元素取代量的影响明显,活化吸放氢速率随着Mg质量分数的增加先增加后减小.随着Mg替代量的增加,合金的最大吸放氢容量分别由1.866%和1.311%提高到1.972%和1.732%,吸放氢焓变绝对值分别由15.71 kJ/mol和17.88 kJ/mol降低到8.88 kJ/mol和9.28 kJ/mol,其热稳定性降低,这对改善热力学性能有积极作用.     

金属储氢材料理论研究综述

氧能作为一种新型的能量密度高的绿色能源,正引起世界各国的重视,储存技术是氢能利用的关键.储氢材料是当今研究的重点课题,也是氢的储存和输送过程中的重要载体,综述了目前已采用或正在研究的金属储氢材料的理沦研究情况,如镧基、镁基、Li-N-H等储氢材料,并指出其研究趋势.     

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.     

新法回收废储氢合金性能的研究

针对废储氢合金粉回收提出一种全新的方法,即提炼和冶炼相结合的方法,并研究提炼后的中间合金及再生新合金的性能.经测试,回收后储氢合金的电化学容量达到282 mAh/g,PCT测试固气吸氢量为1.032%(质量分数),X射线测得主体相为CaCu5型六方结构,但其中含有微量杂质相,这有待于对中间合金的提炼工艺做进一步的研究.总之,利用此种方法得到回收后储氢合金的性能与原合金相近,是一种具有广阔发展前景的回收方法.