稀土储氢合金让电池更好用

正近日,由北京中科创星注资800万元投资的新型稀土镁镍基储氢合金电极生产线已正式生产,目前已对外销售280 kg的成品。公司选用燕山大学自主知识产权的合金制备技术,通过稀土镁镍基储氢合金相结构与电化学储氢性能间的匹配关系,优化合金结构特性,开发出不同优势性能的RE-Mg-Ni基储氢合金新产品。     

V2Ti0.5Cr0.5Ni1-xMnx(x=0.05～0.2)储氢合金结构和电化学性能研究

为了研究V基储氢材料的结构和电化学性能,采用真空感应电弧炉熔炼了V_2Ti_(0.5)Cr_(0.5)Ni_(1-x)Mn_x(x=0.05～0.2)储氢合金,并分析该储氢合金电极的微观形貌和电化学性能。结果表明,储氢合金主要由体心立方(BCC)结构的钒基固溶体主相和部分TiNi第二相构成。电化学测试表明,当合金电极中Mn替代Ni的量逐渐增加,储氢合金电极的高倍率放电性能、最大放电容量和交换电流密度逐渐增大,当x=0.2时,合金放电容量最大值为429.3 mAh/g,高倍率放电性能为55%,交换电流密度为52 mA/g,而储氢合金电极的循环稳定性能降低。     

制备方法对TiNi储氢电极合金性能的影响研究

为了提高TiNi储氢电极合金的性能,分别采用四种不同的工艺制备了TiNi储氢电极合金,并进行了循环稳定性与电化学腐蚀性能的测试与分析。结果表明:与常规感应熔炼相比,真空感应熔炼、机械振动辅助真空感应熔炼和超声振动辅助真空感应熔炼制备方法使TiNi储氢电极合金的放电容量衰减率分别减小34%、48%和65%,腐蚀电位分别正移了92、141和173 mV。真空感应熔炼、机械振动辅助真空感应熔炼和超声振动辅助真空感应熔炼制备方法有利于改善TiNi储氢电极合金的循环稳定性和电化学腐蚀性能,其中以超声振动辅助真空感应熔炼最佳。TiNi储氢电极合金的制备方法应优选超声振动辅助真空感应熔炼。     

汽车电池用新型钒基储氢合金的电化学性能研究

在V3TiNi0.56储氢电池合金中添加0.204%纳米铜颗粒和0.102%稀土镓,并进行该汽车用新型钒基储氢电池合金的显微组织、物相组成及电池的电化学性能测试。结果表明,该新型储氢电池合金由V基固溶体相、TiNi相组成,具有明显的氧化峰和还原峰;V3TiNi0.56钒基储氢电池和新型钒基储氢电池,在充放电循环6次后的放电容量分别衰减了98.67%和9.62%,说明新型钒基储氢电池循环稳定性得到显著提高。     

机械合金化法制备镁基储氢材料进展

介绍了近年来机械合金化法在镁基储氢材料制备上的研究进展，讨论了机械合金化制备非晶、纳米晶镁基储氢材料的机制；从合金替代和多元复合的角度对镁基储氢材料的性能进行了论述：机械合金化法可制备出纳米晶、非晶态的镁基储氢材料，无序区和晶界浓度的增加使得氢原子的吸附和扩散更为容易，制备出的材料具有较高的活性和较快的吸放氢速度。低温吸放氢性能的改善尤其显著；最后指出了机械合金化法制备镁基储氢材料需要注意并加以解决的一些问题。     

稀土Ce添加量对钒基储氢合金显微组织和电化学性能的影响

为改善镍氢电池负极材料的循环稳定性,通过真空电弧熔炼制备了V2Ti0.5Cr0.5NiCex(x=0～0.10)钒基储氢合金,分析了添加不同含量稀土Ce对储氢合金微观组织和电化学性能的影响.结果 表明,V2Ti0.5Cr0.5NiCex(x=0～0.10)储氢合金主要由呈BCC结构的钒基固溶体主相和TiNi第二相构成;...     

合金的离子半径对镁基储氢材料电化学性能的影响

熔炼法制备了Mg2Ni0.95Al0.05、Mg2Ni0.95Ti0.05、Mg2Ni0.95Sn0.05四种单一元素掺杂镁基储氢电极合金，测定几个主要的电化学性能指标（包括活化循环次数、最大放电容量和容量衰退率），分析不同掺杂元素对合金电化学性能的影响。结果表明，在四种舍金中，舍金的电化学性质随掺杂元素的离子半径有规律的变化。活化性能受离子半径影响较大，最大放电容量与容量衰退率均随掺杂元素离子半径变化出现最佳值。     

镁基合金的储氢功能

镁及其合金独特的热力学性质可使其用作充电电池的电极材料以及储氢材料,这不仅因为它的价格相对低廉,而且对环境不造成威胁,更重要的是它的优异的储氢功能.该文综述并预测了镁基合金在储氢材料上的应用前景.     

浅议储氢合金的研究现状及发展

综述了几种类型的储氢合金,包括AB5型稀土系储氢合金、AB3型储氢合金、AB2型Laves相合金、AB型钛系合金、镁基储氢合金以及钒基固溶体型储氢合金等,并展望了储氢合金的发展方向。     

车载高质量密度固态储氢材料研究进展

高密度储氢是制约氢燃料电池汽车发展的技术瓶颈之一,相较于高压气态和低温液态等储氢方式,固态储氢体积储氢密度高、安全性好,发展前景良好。分析和总结了燃料电池电动汽车的应用对车载固态储氢的技术要求,包括固态储氢材料的储氢密度、吸放氢动力学、热力学、可逆性、循环寿命、成本以及安全性等;介绍了氢化镁、硼氢化物、铝氢化物、氨基化物等高密度储氢材料的储氢原理及其优缺点,综述了纳米化改性、催化剂改性、元素掺杂改性和构筑复合储氢体系等改善高密度固态储氢材料性能方法,重点评述了采用不同改进措施的氢化镁、硼氢化物、铝氢化物、氨基化物的研究进展。通过分析对比不同体系以及不同改进措施下的固态储氢材料及其性能,总结出研发采用轻质多孔框架材料并配合高效轻质催化剂的复合材料,是改善固态储氢性能的有效途径。     

稀土基AB5型复合贮氢合金的研究进展

制备复合合金是改善贮氢合金性能的一条有效途径。本文对国内外各种多元以及多相稀土复合贮氢材料的研究现状进行了综合评述，主要涉及了AB5-AB2型复合贮氢合金和镁基-AB5型纳米复合贮氢合金的进展。阐述了各种复合材料的组成，微观结构以及电化学性能等，并展望了今后复合贮氢材料的研究方向为应用基础性的研究，如复合作用机制、对热力学性能的影响等方面的研究。     

镁基贮氢合金的研究进展及其制备

贮氢材料的制备是氢能利用的关键技术.作为新型贮氢材料的镁基贮氢合金,由于其具有超高理论电化学容量的优势而受到全世界瞩目.本文阐述了镁基贮氢合金的电化学性能特点,介绍了国内外研究现状,论述了几种主要制备方法的工艺过程、影响因素、特点及优缺点.     

热处理对贮氢合金电化学性能的影响

研究了热处理工艺氢合金活化性能,初始放电容量,稳定放电容量,电压平台及循环寿命等电化学性能的影响,并确定了合适的热处理工艺。     

镁系储氢薄膜的研究进展

综述了储氢薄膜的研究进展，包括制备方法、制备原理及影响因素。详细介绍了国内外镁系合金薄膜的研究状况，通过分析Mg-Pd，Mg-V，Mg-Ni，Mg-MmNi5复合薄膜的吸氢性能，指出镁系储氢薄膜的理想发展方向应该是寻找一种价格低廉且活性较好的金属元素取代价格较高的Pd、V，采用与其它类活性好的合金复合等方法，获取吸放氢性能优良的储氢薄膜。     

Phase evolution,hydrogen storage thermodynamics and kinetics of ternary Mg_(90)Ce_5Sm_5 alloy

Greatly stable thermodynamics and sluggish kinetics impede the practical application of Mg-based hydrogen storage alloys.The modifications of composition and structure are important strategies in turning these hydrogen storage properties.In this study,Mg-based Mg_(90)Ce_5 Sm_5 ternary alloy fabricated by vacuum induction melting was investigated to explore the performance and the reaction mechanism as hydrogen storage material by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscope(SEM),transmission electron microscopy(TEM) and pressure-composition isotherms(PCI) measurements.The results indicate that the Mg-based Mg_(90)Ce_5 Sm_5 ternary alloy consists of two solid solution phases,including the major phases(Ce,Sm)5 Mg_(41) and the minor phases(Ce,Sm)Mg_(12).After hydrogen absorption,these phases transform into the MgH2 and(Ce,Sm)H_(2.73) phase,while after hydrogen desorption,the MgH2 transforms into the Mg phase,but the(Ce,Sm)H2.73 phases are not changed.The alloy has a reversible hydrogen capacity of about 5.5 wt% H_2 and exhibits well isothermal hydrogen absorption kinetics.Activation energy of 106 kJ/mol was obtained from the hydrogen desorption data between 573 and 633 K,which also exhibits the enhanced kinetics compared with the pure MgH2 sample,as a result of bimetallic synergy catalysis function of(Ce,Sm)H_(2.73) phases.The rate of hydrogen desorption is controlled by the release and recombination of H_2 from the Mg surface.Furthermore,the changes of enthalpy and entropy of hydrogen absorption/desorption were calculated to be-80.0 kJ/mol H_2,-137.5 J/K/mol H_2 and 81.2 kJ/mol H_2,139.2 J/K/mol H_2,respectively.     

硼的添加对Mg2Ni储氢合金吸放氢性能的影响

镁系储氢合金有着价格低廉、储氢量大等优点,作为机载储氢材料有着广泛的应用前景,但其过高的氢分解温度,过慢的分解速度等缺点制约着实际应用.采用机械球磨制备出Mg2 Ni-xB(x =0％,1％,5％,10％,15％)系列储氢合金.通过XRD分析了合金的物相结构,采用P-C-T测试仪测定了合金的吸放氢性能,研究了添加不同含量的B对Mg2Ni合金吸放氢性能的影响.研究结果表明,B的添加对合金在200和300℃下吸放氢性能的改善作用不明显,但添加B的合金在400℃下的吸氢量均较Mg2Ni高,B的添加量由1％增至15％的合金吸氢量分别为3.09％,3.00％,2.81％,2.84％,而Mg2Ni的吸氢量则只有2.60％.随着B含量的增加,含B合金吸氢量略有降低;在含B的试样中,含5％B的合金吸氢速率最大,仅需180 s便能完成吸氢.所有含B合金的放氢平台均较Mg2Ni高且较为平坦.本次实验表明,B的添加量对合金性能的提升存在一个最优值,本次实验结果显示,添加5％B相对较好地改善合金的储氢性能,提高合金吸氢量和放氢平台压的同时能保持较快的吸氢速率.     

镁基储氢材料的研究进展

本文回顾和总结了近几十年来，特别是近十年来镁基储氢材料的发展情况，重点综述了机械合金化Mg-Ni2合金体系的研究情况及其近期的进展，从储氢材料成份及配比，制造工艺改进以及材料的组织结构对材料性能的影响等各方面进行一定的分析和归纳，对储氢材料研究中出现的问题以及今后的发展方向都作了探讨。     

快速固化的Mg-Ni-RE合金及其纳米结晶和氢气存储

介绍了快速固化的镁基Mg—Ni—RE(RE=Y，Mm)合金内的氢气存储。指出快速固化即淬火状态的合金可通过将非晶态相或者由平均粒径为3nm的纳米晶体组成的纳米／非晶态相埋置在大量的非晶态相中而获得，并将Mg76Ni19Y55和Mg78Ni18Y4两种合金的氢化性能(储氢能力和氢化动力学)与Mg75Ni20Mm5(Mm为Ce和富La的混合稀土)的氢化性能做了对比。     

放电等离子烧结制备Mg2-xNdxNi(x=0~0.3)储氢合金

采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了Mg_2-xNd_xNi(x=0,0.1,0.2,0.3)储氢合金.通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了合金的相结构和表面形貌,利用等容压差法分析测试了合金的压力-组成-温度(PCT)曲线和吸放氢动力学性能,研究了烧结温度、稀土元素Nd对储氢合金微观组织结构和储氢性能的影响,比较了SPS技术与真空感应熔炼法制备的Mg基合金组织结构和储氢性能的异同.结果表明:SPS制备的Mg_2-xNd_xNi(x=0~0.3)系列储氢合金具有多相结构,储氢合金的吸放氢动力学性能良好;Nd元素有利于Mg合金化,不利于储氢量;烧结温度对储氢量、PCT曲线平台性能有明显影响;当Mg_2-xNd_xNi系合金中含有Mg和NdMg₁₂相,PCT曲线出现双平台现象;与铸态合金相比,SPS制备的Mg_1.7Nd_0.3Ni储氢合金的吸放氢动力学性能较好,但储氢容量、放氢率和PCT曲线平台性能更差.     

镁基储氢合金制备新方法--氢化燃烧合成法

相对于高温熔炼法、置换扩散法、固相扩散法和机械合金化法而言，氢化燃烧合成法是制备镁基储氢合金的新方法，近年来受到了国内外的足够关注。本文简要介绍了氢化燃烧合成法的方法、机理以及研究进展。