快淬Mg2Ni型纳米晶合金的电化学及气态吸放氢性能（英文）

用快淬工艺制备了Mg2Ni型纳米晶合金,合金的成分为Mg20Ni10-xCux(x=0, 1, 2, 3, 4)。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,采用程控电池测试仪测试了合金电极的电化学性能,并用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能。结果表明,所有的快淬态合金具有纳米晶结构,Cu替代Ni不改变合金的Mg2Ni型主相,但显著地改善了合金的电化学贮氢性能,包括放电容量和电化学循环稳定性。此外,合金的吸氢量随Cu含量的增加先上升后下降,而合金的放氢量随Cu含量的增加而增加。     

La1-xYxNi4.8Al0.2合金的储氢性能研究

本文系统地研究了Y元素对La1-xYxNi4.8Al0.2 (x=0.6,0.7,0.8)储氢合金的晶体结构、吸放氢热力学、动力学和抗粉化性能的影响.研究结果表明,合金为CaCu5型六方结构,随着Y含量的增加,晶格参数a和晶胞体积v减小,而c几乎不变,c/a线性增大.随着Y含量的增加,合金吸放氢平台压显著升高;吸氢量略有减少;吸放氢平台斜率变小;滞后系数先减小后略增大,并与XRD(111)峰的半高宽FWHM值的变化有着很好的对应关系;抗粉化性能略有提高.当Y含量x=0.7时,合金的吸放氢动力学综合性能最好.     

Investigation on Gaseous and Electrochemical Hydrogen Storage Kinetics of As-Quenched Nanocrystalline Mg2Ni-type Alloys

为了改善Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学性能,用Cu部分替代合金中的Ni,用快淬技术制备Mg2Ni1-xCux(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金,用XRD、SEM、HRTEM分析铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试合金的气态贮氢动力学性能,用程控电池测试仪测试合金的电化学贮氢动力学.结果表明,所有快淬态合金均具有纳米晶结构,无非晶相形成.Cu替代Ni不改变合金的主相Mg2Ni,但使合金的晶粒显著细化.快淬处理及Cu替代均显著地提高合金的气态及电化学贮氢动力学性能.当淬速从0m/s(铸态被定义为淬速0 m/s)增加到30 m/s时,Mg2Ni0.8Cu0.3合金在5 min内的吸氢饱和率从57.2％增加到92.87％,20 min的放氢率从21.6％增加到49.6％,高倍率放电能力(HRD)从40.6％增加到73.1％,氢扩散系数(D)从1.02×10-11 cm2/s增加到4.08×10 -11 cm2/s,极限电流密度(IL)从113.0 mA/g增加到715.3 mA/g.     

Investigation of Electrochemical Hydrogen Storage Kinetics of Melt Spun Nanocrystalline and Amorphous Mg2Ni-type Alloy

用快淬工艺制备了Mg2Ni型合金,其名义成分为Mg2Ni1-xCox(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)。以XRD、SEM、TEM分析了铸态及快淬合金的结构。用程控模拟电池测试仪测试了合金的电化学贮氢动力学。用电位跃迁法计算了氢在合金中的扩散系数。用电化学工作站测试了合金的电化学交流阻抗谱(EIS)和Tafel极化曲线。结果表明,快淬态无Co合金具有典型的纳米晶结构,而Co含量为0.4的快淬态合金具有纳米晶/非晶结构,表明Co替代Ni可以提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力,且快淬态合金的非晶化程度随Co替代量的增加而增加。Co替代Ni显著地提高了合金电化学贮氢动力学。当Co含量从0增加到0.4时,淬速为25m/s的快淬态合金的高倍率放电能力(HRD)从65.3%增加到75.3%,氢扩撒系数(D)从2.22cm2/s增加到3.34cm2/s,极限电流密度(IL)从247.8mA/g增加到712.4mA/g。     

快淬工艺对Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学的影响

以聚苯乙烯胶体晶体为模板,通过调制溅射功率和溅射时间制备了相同厚度、不同孔间距的Co有序大孔阵列.利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)考察了样品的结构和磁学特性.发现Co有序大孔阵列的矫顽力和剩磁比最大达到175.02×10-4 T和0.76,分别为Co薄膜的2.2倍和2.5倍,并且随孔间距的增大逐渐降低.结合理论分析结果表明,Co有序大孔阵列本身的形状各向异性是其取得优良磁学性能的原因,孔洞形状各向异性和薄膜本身磁晶各向异性的竞争机制是造成其磁性发生变化的物理本质.     

快淬工艺对Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学的影响

用铸造及快淬工艺制备Mg2Ni型Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析铸态及快淬态合金的微观结构,合金的气态贮氢动力学性能用自动控制的Sieverts设备测试,并用程控电池测试仪测试合金的电化学贮氢动力学。结果发现,La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成。当x≤0.2时,La替代Mg不改变合金的主相Mg2Ni,但出现少量的LaMg3及La2Mg17相。当La替代量x≥0.4时,合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3。快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构,表明La替代Mg提高了Mg2Ni型合金的非晶形成能力。合金的气态及电化学吸放氢动力学对La含量及快淬工艺敏感,适当的快淬处理可以提高合金的气态及电化学贮氢动力学,但获得最佳贮氢动力学的快淬工艺与合金的成分密切相关。     

La替代Mg对Mg2Ni型合金电化学贮氢性能的影响

用快淬工艺制备了纳米晶和非晶Mg2Ni型Mg2 -xLaxNi (x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢电极合金,获得长度连续,厚度约为30μm,宽度约为25 mm的薄带.用XRD、SEM和HRTEM分析了快淬合金薄带的微观结构,测试了合金薄带的电化学性能及电化学交流阻抗谱(EIS).快淬无La合金具有典型的纳米晶结构,...     

LaNixMn0.26Aly合金的吸放氢性能研究

对LaNixMn0.26Aly合金的储氢性能进行了研究。结果表明,与LaNi4.61Mn0.26Al0.13合金相比,LaNi4.5Mn0.26Al0.13合金的晶格常数和晶胞体积均变大,吸氢平台压力略有降低,放氢平台压力基本不变,滞后因子有所改善,储氢容量略有减少,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物稳定性增加;对于LaNi4.4Mn0.26Al0.34合金,Al替代部分Ni使合金的晶格常数和晶胞体积变大,吸放氢平台压力明显降低,滞后因子明显改善,吸氢动力学性能显著提高,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物更加稳定,但储氢容量有所减少。     

液相法合成纳米二氧化钛

在分别优化稀土Ａ组元过渡族Ｂ组元基础上，研究了ＡＢγ合金中化学计量比γ值对其电化学性能的影响。结果表明，超化学计量比（γ＝５．３）的合金具有较高的放电容量（２９５ｍＡ．ｈ／ｇ）和较小的循环容量衰退（电化学容量在２５０次循环后为８３．６％）但其大电流放电能力有所降低，经ＸＲＤ分析，γ＝５．３的合金具有最大的晶胞体积，从放电容和循环寿命来看，超化学计量比合金优于化学计量比合金和欠化学计量比合金，但其高     

Enhanced Electrochemical Hydrogen Storage Characteristics of Nanocrystalline and Amorphous Mg20Ni10-xCox (x=0-4) Alloys by Melt Spinning

In order to improve the electrochemical hydrogen storage performances of the Mg2Ni-type alloys, Ni in the alloy was partially substituted by element Co. The nanocrystalline and amorphous Mg20Ni10-xCox (x=0, 1, 2, 3, 4) alloys were prepared by melt-spinning technology. The structures of the as-cast and spun alloys were studied by XRD, SEM and HRTEM. The electrochemical hydrogen storage characteristics of the alloys were measured. The results show that the substitution of Co for Ni leads to the formation of secondary phase MgCo2 without altering the major phase of Mg2Ni. No amorphous phase is detected in the as-spun alloy (x=0), whereas the as-spun alloy (x=4) holds a nanocrystalline and amorphous structure, confirming that the substitution of Co for Ni significantly increases the glass forming ability of the Mg2Ni-type alloy. The substitution of Co for Ni significantly improves the electrochemical hydrogen storage performances of the alloys, including the discharge capacity and the cycle stability, for which the increased glass forming ability by Co substitution is mainly responsible     

Mg2Ni型储氢合金电极材料研究进展

概述了当前Mg2Ni型储氢合金的研究状况以及提高Mg2Ni型合金电极性能所采用的主要方法，指出纳米非晶化、调整合金成分并复合改性是改善合金性能最有效的途径。     

成份调整对V-Ti-Cr-Fe合金吸放氢性能的影响

分别调整Ti／Cr比及V含量，对V-Ti-Cr-Fe系四元合金的室温吸放氢性能进行了研究。结果表明：随V30Ti31＋xCr29-xFe10合金中Ti／Cr增大，合金吸氢量增大，放氢平台压降低，Ti／Cr〉1．2时放氢量减小，298K最大吸氢量3．66％（质量），最大放氢量2．0％（质量）；随Vx（TiCrFe）100-x（Ti-Cr-Fe=7：5：2）中V含量增大，合金吸氢量增大，放氢量增大，放氢平台压降低，V含量20％（原子）的合金中出现Laves相，298K最大吸氢量3．73％（质量），最大放氢量2．08％（质量）。     

快淬纳米晶/非晶Mg_2Ni型合金的电化学贮氢性能

用快淬工艺制备了Mg2Ni型Mg2-xLaxNi（x=0,0.2）贮氢合金,用XRD、SEM、HRTEM等方法分析了合金的微观结构,结果发现,在快淬无La合金中没有出现非晶相,但快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构,表明少量La替代Mg可以显著提高合金的非晶形成能力。电化学测试的结果表明,La替代可显著提高快淬态合金的放电容量、循环稳定性以及高倍率放电能力（HRD）,这主要归因于在快淬态合金中形成纳米晶/非晶结构。     

快速凝固非化学计量比储氢合金LaNi4.75Mn1.25 晶体结构和电化学性能

采用熔体快淬方法得到了无Co过化学计量比合金La(NiMn)6的非平衡亚稳单相CaCu5型结构,分析和研究了合金非平衡组织结构和电化学吸放氢性能.x-ray衍射分析表明,快速凝固合金组织为CaCu5型结构单相组织,与常规熔铸合金比较,快速凝固合金的晶胞参数发生了明显的各向异性变化:随着冷却速度增加,CaCu5型晶胞a轴减小,c轴及轴比c/a增大.电化学实验研究表明,当合金快凝速度≥20m/s时,过化学计量比La(NiMn)6合金MH电极的循环稳定性得到不同程度的改善,快凝速度≥30m/s时,合金电极具有良好的循环稳定性,其最大电化学容量为256mAh/g～277mAh/g,循环100次后合金MH电极容量保持率为63%～97.8%.快速凝固合金均大大提高了合金的电化学稳定性,但随着冷却速度增加其活化性能和电极容量有所下降.     

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。     

快淬纳米晶/非晶Mg2-xLaxNi (x=0~0.6)合金的电化学贮氢性能

用铸造及快淬工艺制备Mg2Ni型Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析铸态及快淬态合金的微观结构。结果发现,在快淬无La合金中没有出现非晶相,但快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构。用DSC研究快淬合金的热稳定性,表明La的含量及快淬对非晶相的晶化温度影响很小。电化学测试结果表明,铸态合金的放电容量随La含量的增加而增加,快淬态合金的放电容量随La含量的变化有极大值。La替代Mg显著地提高了铸态及快淬态合金的循环稳定性。     

Electrochemical Properties of MgNi-ZrB Hydrogen Storage Alloys

通过机械球磨法制备了一系列的Mg Ni、Zr B和Mg Ni-Zr B储氢合金。通过XRD、SEM、充放电性能、循环伏安、塔菲尔极化曲线、交流阻抗测试,研究了Zr B的添加对Mg Ni合金的储氢性能的影响。结果表面,Zr B的添加大大提高了Mg Ni合金的电化学性能。球磨15 h的Mg Ni-Zr B(100:5)复合物体现出最好的电化学性能,循环20周和50周时的放电容量分别为226和209 m Ah·g-1,远远高于Mg Ni合金的放电容量。动态极化曲线和交流阻抗测试显示Zr B的添加极大的提高了Mg Ni合金的抗腐蚀性能和电化学动力学性能。     

TiV_(2.1)Ni_x(x=0.2~0.6)贮氢合金的相结构及电化学性能

系统研究了TiV2.1Nix(x=0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)贮氢合金的相结构及电化学性能。XRD及SEM分析表明:合金均由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和TiNi基第二相组成;随着Ni含量x的增加,合金中V基固溶体主相的相含量和晶胞参数逐渐减小,TiNi基第二相含量逐渐增多,且当x≥0.4时,TiNi基第二相组织沿主相晶界形成明显的三维网络状结构。电化学测试表明:随着x的增加,合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到显著改善;但当x从0.4增加到0.6时,合金的活化性能变差,最大放电容量降低。在研究的合金中,TiV2.1Ni0.4表现出较好的综合性能。     

纳米晶和非晶Mg20-xLaxNi10(x=0-6)贮氢合金的贮氢行为

用快淬技术制备了Mg2Ni型贮氢合金,合金的名义成分为Mg20-xLaxNi10 (x = 0, 2, 4, 6)。用XRD、SEM、HRTEM分析了合金的微观结构。发现不含La的快淬合金中没有非晶相,但含La快淬合金中显示以非晶相为主。当La含量x≤2时,铸态合金的主相为Mg2Ni相,但随着La含量的进一步增加,铸态合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3相。应用Sieverts设备研究了铸态及快淬态合金的吸放氢量及动力学,结果表明,x=2的合金吸放氢量及动力学随淬速的增加而增加,但对于x=6的合金,结果是相反的。电化学测试结果表明,x=2合金的放电容量随淬速的增加而增加,而对于x=6合金,结果也是相反的。快淬显著地提高了x=2, 6合金的循环稳定性     

La1．8Ca0．2Mg14Ni3＋x% Ti合金的微结构和储氢性能

研究了机械球磨La1.8Ca0.2Mg14Ni3＋x％Ti（质量分数，下同）（x=0，5，10）合金的微结构和储氢性能。气态吸放氢研究表明。加入钛粉球磨能有效提高合金的活化性能、储氢容量和吸放氢速率。铸态合金经过6次活化后，在613K时放氢量为4．12％（质量分数，下同）。加Ti球磨改性10h后，随着X增加，合金经过2次～3次循环基本完全活化。吸放氢性能也相应提高。Ti含量在x=0，5，10时合金在613K的放氢量分别为4．69％，4．80％，4．83％：当x=10时合金在373K的吸氢量达到3％以上，在600K经过2min就能达到4．81%（为最大吸氢量的97％）。微结构分析表明。具有表面催化活性的Ti粉与合金基体表面进行复合，并使合金发生部分非晶转变，能有效改善La1.8Ca0.2Mg14Ni3合金的储氢性能。