高压复合储氢装置用Ti-Zr-Cr-Mo-Mn储氢合金

高压复合储氢装置将高压储氢技术与固态储氢材料相结合,具有高压气态储氢质量储氢密度高与固态储氢材料体积储氢密度高的双重优势,有效提升实用化高压复合储氢装置的能量储氢密度和空间利用率。发展适合于高压复合储氢装置用固态储氢材料是提升高压复合储氢装置性能的关键。本文研究了矿产资源丰富、低成本的AB₂型Ti-Zr-Cr-Mo-Mn储氢合金,结果表明(Ti_0.85Zr_0.15)_1.1Cr_0.95Mo_0.05Mn储氢合金在303,323和343 K放氢平台压分别为0.78,1.44和2.46 MPa,303 K下最大吸氢容量1.76%,吸氢平台压为1.02 MPa,滞后因子为0.27,吸氢焓变(ΔH)和熵变(ΔS)分别为21.5 kJ·mol^-1 H₂和90.3 J·K^-1·mol^-1 H₂,适用于高压复合储氢装置用储氢合金。     

不同Mn含量对A2B7型La-Y-Ni储氢合金性能的影响

采用真空熔炼法制备了不同Mn含量的A2B7型LaY2Ni10.2—xMnxAl0.3 (x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)储氢合金。通过物相性能测试、气态储氢性能测试和电化学充放电循环性能测试等方法,系统研究了B侧Mn元素部分替代Ni元素对合金相结构和性能的影响。结果表明：制备的合金为多相结构,其中,主相为Ce2Ni7,副相为Gd2Co7、PuNi3和LaNi5。随着Mn含量的增加,Ce2Ni7相含量先增大后减小。当x=0.3时,LaY2Ni9.9Mn0.3Al0.3合金有最大吸氢量,为1.132%。经过150次充放电循环,x=0.3时,合金的容量保持率最高,为58.0%。     

La0.75Mg0.25Ni3.47Co0.2Al0.03储氢合金电极失效研究

采用中频感应真空熔炼制备La0.75Mg0.25Ni3.47Co0.2Al0.03合金,并借助电化学和气态循环实验、SEM、XPS等手段对合金电极失效的原因进行研究.结果表明,合金放电容量和吸氢容量的衰减在循环过程中均分为快速和缓慢两个阶段.随循环次数的增加,在电化学循环过程中,合金颗粒表面的氧化腐蚀产物逐渐增多,接触电阻和电荷传递电阻先降低后提高;在气态吸放氢过程中,合金颗粒裂纹逐渐增多,且开裂程度增大.La和Mg的氧化腐蚀损耗是导致合金放电容量衰减的主要原因,而合金颗粒粉化加剧了La、Mg的腐蚀,进一步恶化合金电极的稳定性.     

Mg-Y-Ni储氢合金吸放氢动力学性能的研究

针对镁基储氢合金吸放氢动力学缓慢的问题,构建 Mg-Y-Ni储氢合金体系,预通过 Y元素和 Ni元素引入催化基团,以获得改善其动力学性能的途径。通过真空感应熔炼制备了 Mg_95-xY₅Ni_x(x=5,10,15)合金,并采用 X射线衍射(XRD)对其不同状态下的相组成进行分析,并采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析合金微观结构和晶体状态。同时,采用 Sievert 等体积方法测试了试样在不同温度下的等温吸放氢动力学性能。结果表明,氢化后的试样是由 MgH₂,Mg₂NiH₄和 YH₃相组成的纳米晶结构,然而在放氢后,仅有 MgH₂和 Mg₂NiH₄相发生分解反应,生成相应的 Mg 和 Mg₂Ni相并放出氢气。原位生成的 YH₃相没有发生分解,并弥散分布在母合金中,且扮演积极的催化效应。此外,随着Ni含量的增加,合金吸放...     

热处理对La0.65Mg0.35Ni3.0储氢合金电极自放电性能的影响

铸态La0.65Mg0.35Ni3.0储氢合金在1173K热处理后,电极的放电容量、循环稳定性、自放电性能都有明显改善.合金电极的最大放电容量由铸态的350.6mAh·g-1提高到360.7mAh·g-1,室温静置72h后的荷电保持率由铸态的77.7%增加到83.4%.电化学压力-组成-温度(P-C-T)曲线与阳极极化曲线的测试证实了合金电极电化学性能的变化规律.     

放电等离子烧结制备储氢合金的应用研究现状

介绍了放电等离子烧结制备储氢合金的可行性,从La-Mg-Ni系、Mg基、Ti-V基合金的微观结构及其吸放氢性能等角度综述了放电等离子烧结在储氢合金中的应用研究进展,并指出储氢合金吸放氢性能的改善原因在于适当温度的放电等离子烧结促进了合金中新相的形成,控制了合金晶粒尺寸。     

石墨烯改性钒基储氢电池负极材料的组织与性能研究

采用球磨后再烧结方法制备出石墨烯改性钒基储氢电池负极材料,并进行材料的物相组成、显微组织、吸放氢性能和循环稳定性的测试与分析。结果表明:该材料由V基固溶体主相、呈三维网状结构分布的Ti Ni相以及呈弥散状分布的石墨烯组成,具有较佳的吸放氢性能和循环稳定性。与相同方法制备的V3Ti Ni0.56相比,该材料的最大吸氢量增加16.4%,放氢平台压力相当,20次充放电循环后的放电容量衰减率从92.8%减小至6.7%。     

RE-Mg-Ni系储氢电极合金的研究进展

总结了近年来对RE-Mg-Ni系超点阵合金晶体结构、储氢性能、热处理改性以及失效机制等方面的研究进展。作为继AB5型合金之后的新一代镍氢电池负极材料,该系合金在电化学容量和高倍放电能力(HRD)等方面具有更大的潜力。通过合理的元素替代和热处理能够显著改善RE-Mg-Ni合金的储氢性能,但在高容量和大倍率放电能力的前提下保证合金具有优良的循环稳定性仍是该系合金开发的关键。RE-Mg-Ni体系中存在多种化合物相,随成分和制备工艺的不同,RE-Mg-Ni合金呈现复杂的多相组织。合理调控组织结构是改善合金放电性能和循环稳定性的重要途径。提高RE-Mg-Ni合金循环稳定性的关键在于抑制合金充放电过程中的粉化、腐蚀以及吸放氢循环过程中的氢致非晶化。     

氢化物对Mg2Ni基合金储氢性能的影响

采用机械球磨法制备了纯Mg₂Ni合金和加入添加剂的Mg₂Ni+10%(质量比,下同)TiH₂、Mg₂Ni+10%NbH储氢合金,研究了添加剂TiH₂或NbH对Mg₂Ni储氢合金物相组成、显微形貌和储氢性能的影响。结果表明,相较于纯Mg₂Ni储氢合金,充分吸氢/放氢后,添加了10%TiH₂或10%NbH的储氢合金的Mg₂Ni H₄/Mg₂Ni相晶胞体积均不同程度地减小;机械球磨后,TiH₂在储氢合金中均匀分布,NbH存在一定程度团聚。添加10%TiH₂或10%NbH的Mg₂Ni储氢合金的吸氢平台和放氢平台都高于纯Mg₂Ni合金,放氢反应过程中的焓变和熵变都小于纯Mg₂Ni合金。在相同时间内,储氢合金的放氢容量从大到小的顺序为：Mg_2...     

不同化学计量比La-Y-Ni系储氢合金的研究Ⅱ:氢化反应与电极反应特性

为了了解不同化学计量比La-Y-Ni系储氢合金的氢化反应与电极反应特性,利用Sieverts装置、电化学测试装置测试了化学计量比B/A值分别为3.0、3.5、3.58、3.67、3.8五个合金样品的PCT曲线、充/放电循环曲线、放电动力学特性。实验结果表明,该系列合金的平台压力均小于0.1 MPa,多次氢化/脱氢循环后呈现非晶化趋势,平台压力有所升高;该系列合金容易活化,AB_3.5合金具有386.5 mAh·g^-1最大放电容量,AB_3.5、AB_3.58、AB_3.67合金表现出良好的电化学动力学特性。     

稀土-镁-镍系储氢电极材料的研究进展

介绍了国内外对各种多元及多相稀土-镁-镍系储氢电极材料的研究进展,主要包括材料的组成、制备方法、组织结构以及吸放氢动力学行为和电化学性能方面的研究。     

KF掺杂量对MgH2-2LiNH2体系储氢性能影响的研究

采用高能球磨制备了不同摩尔量KF掺杂的MgH2-2LiNH2-xKF(x=0,0.015,0.025,0.050,0.100)储氢材料,采用XRD,DSC-MS和Sieverts方法研究了材料物相与储氢性能。结果表明,KF的掺杂促进了球磨过程中MgH2-2LiNH2向Mg(NH2)2-2LiH的转变,KF掺杂的样品放氢后出现KH的衍射峰。KF的掺杂显著提高了MgH2-2LiNH2材料放氢动力学性能,降低了放氢反应起始温度和激活能,且放氢过程有效抑制了NH3的释放,其中0.05 mol KF掺杂MgH2-2LiNH2体系放氢性能最优。     

Mg—FeTi基储氢材料的研究进展

Mg—FeTi基储氢材料由于具有优异的活化性和储氢性能成为研究热点。本文综述了Mg—FeTi基储氢材料的机械合金化、氢化燃烧合成、放电等离子体烧结制备方法,并对其活化性及储氢量的研究进展作了论述。最后对Mg—FeTi基储氢材料前景作了展望。     

气体雾化LaNi5型储氢合金粉末特性的研究

采用金相显微镜、扫描电镜、俄歇能谱探针、Ｘ射线衍射对气体雾化法制备的储氢合金粉末的物理特性、表面化学状态、显微组织结构进行了初步探讨，并将其与熔铸破碎法所制备的合金粉末相比较。结果表明：气体雾化法制备的储氢合金粉末氧含量低，呈球形无表面缺陷；物相组成为单一ＬａＮｉ５相；显微结构呈细小胞状晶和枝状晶组织。     

添加剂CeO_2对La_2Mg_(17)-50% Ni储氢性能的影响

研究了球磨添加CeO2对La2Mg17-50%(质量分数,下同)Ni复合合金的相结构和储氢性能的影响,并对合金的形貌和吸放氢性能进行了检测。XRD结果表明,球磨加入CeO2后,在La2Mg17-50%Ni合金中除了Mg2Ni和Ni相外,产生Ce Mg12相。SEM形貌图清晰地看见CeO2附在La2Mg17-50%Ni合金表面上呈白色小颗粒。吸氢动力学性能表明,加入CeO2后,使La2Mg17-50%Ni合金的最大吸氢量从3.298%增加到3.594%。添加CeO2后合金的最佳饱和吸氢温度降为200℃(3 MPa),且吸氢动力学性能提高至1 min内的吸氢量达到3.382%,是其最大吸氢量的94%。然而,CeO2在放氢过程中的积极作用并不明显。     

Mg_2Ni系储氢合金电化学性能的研究

用固态扩散和机械球磨法制备出纳米级Mg2 Ni和Mg1 .7Al0 .3 Ni储氢合金 ,其电化学性能超过用传统方法制备的合金。充放电测试表明 :该合金放电电压平台 (电压超过 1 2V)较高 ;在 2 0 0mA/g放电电流密度下 ,合金充放电循环 50次 ,容量仍保持在 2 0 0mAh/g以上。X射线衍射分析表明 :随着球磨时间延长 ,衍射峰的宽化程度变大 ,强度逐渐减弱 ,1 2h后变化减缓。这是由于晶粒尺寸变小 ,缺陷及应力密度增加之故。合金电化学性质的改善与合金在机械研磨中的微结构变化有关 ,并且合金组成中铝部分取代镁对于延长合金的循环寿命有至关重要的作用。     

美国制成基于三氢化铝的储氢容器

据美国物理学家组织网报道,美国萨瓦那河国家实验室(SRNL)的科学家利用含三氢化铝的轻型材料制成了小型储氢容器,并证明它的氢释放率适合为小型商用燃料电池提供动力,这为未来大规模制造便携式发电系统铺平了道路,其在军用和商用领域都可能得到应用。SRNL研究团队展示了如何用三氢化铝和类似高性能储氢材料来制造便携的发电系统。三氢化铝与其     

Ti/Cr比对(VFe)50Ti26-xCr24+x(0≤x≤2.0)储氢合金吸放氢性能的影响

为研究不同Ti/Cr比对(VFe)50Ti26-xCr24+x(0≤x≤2.0)储氢合金吸放氢性能的影响规律,采用FeV80中间合金制备了低成本储氢合金并系统研究了储氢合金的吸放氢性能及组织结构.PCT及XRD实验结果表明:随着Ti/r比的降低(x的增加),合金的吸放氢量均呈现减小的趋势,放氢平台压则不断增大,所有的合金均由主相BCC及稀土氧化物CeO2相组成,主相BCC的晶格常数随着Ti/Cr比的降低而减小.