Electrochemical properties of AB5 type hydrogen storage alloy as anode electrocatalyst of PEMFC

1　INTRODUCTIONIn recent years, the application of the roomtemperature type ( < 100 ℃) polymer electrolytemembrane fuel cells(PEMFCs) as a primary powersource in electric vehicles and portable equipmentsetc has received increasing attention[1 4]. Usuallyin a PEMFC system, platinum is chosen as the e lectrode electrocatalyst, however, it results in ahigh cost PEMFC system for commercialization be cause Pt is a high cost, source limit metal. So,looking fo…     

Electrochemical and Hydrogen Absorption/Desorption Properties of Nanocrystalline Mg2Ni-type Alloys Prepared by Melt Spinning

从晶体结构、吸放氢性能和抗粉化性能的角度研究了La1-xYxNi5-yAly (x=0.6,0.7;y=0.1,0.2)金属氢化物合金用于高气压氢压缩机的可行性.XRD分析表明,合金都为CaCu5型六方结构,晶胞体积随着Y含量的增加而减小,随着Al含量的增加而变大.采用恒温体积法在20、30和40℃的实验条件下,对合金的吸放氢PCT曲线和吸氢动力学曲线进行了测定.结果表明,Y和Al能够有效地调节合金的吸放氢平台压,其中Y使合金的平台压升高,Al使合金的平台压降低,两种元素对LaNis基合金的其它储氢性能没有明显的负面影响.分析表明,这些合金能够以“合金对”的形式应用于双级金属氢化物压缩机中,将室温下的2 MPa的低压氢增压为35～40 MPa的高压氢,放氢温度为135～155℃.     

钛中氢同位素的热脱附谱定量分析研究

通过优化钛的吸氢工艺,成功制备了不同氢氘含量的氢/氘化钛样品;结合XRD分析,给出了钛吸氢前后的晶体结构变化。利用热脱附谱(TDS)技术,通过标准漏孔标定质谱仪的离子流信号强度,实现了钛中氢同位素脱附量的定量测定;TDS法测量结果与压力-体积法测量值之间的绝对误差小于6%。研究结果可为氢能、核能及核技术领域材料中氢同位素含量的准确测量提供有益参考。     

光伏-PEM储氢系统建模与仿真

光伏发电存在间歇性的缺点,需要一个可持续的储能系统来满足需求。介绍光伏-PEM（质子交换膜）储氢系统,将电能转化为氢气储存,后期再通过PEM 燃料电池将氢气转化为电能。该系统包含光伏发电系统、PEM制氢电解槽以及燃料电池等,通过电解水产生氢气,氢气在高压下储存在压缩储罐中以备后用,后期系统有需要时,氢气将通过PEM燃料电池重新转化为电能。光伏发电系统的输出电流由PI控制器控制,以稳定电解槽的输入电流。对于光伏-PEM储氢系统,主要问题是对天气条件的依赖。通过系统建模来模拟光伏-PEM储氢系统的运行过程,评估与太阳能光伏输出电流相关的光照强度对氢气生产、氢气储存以及后期氢气再电气化的影响,为后续有助于缓解与太阳能、风力发电和其他间歇性发电相关的储能问题奠定基础。     

Ti-Mo合金薄膜的储氢特性和抗氢脆能力

用前向反冲方法和高能非Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ背散射研究了磁控溅射制备的Ｔｉ－Ｍｏ合金薄膜的氢化性能和碳、氧污染的影响,掺Ｍｏ的Ｔ洽 金薄膜不仅能大大减低碳的污染,而且较纯钛有较高的吸氢性能合金氢化后由δ相氢化物和β相固溶体组成,随着Ｍｏ成分增加,合金中的β－（Ｔｉ,Ｍｏ）含量上升,当ＭＯ含量约２０时可形成单一的β相固溶体此时氢含量仍可在４５以上。Ｔｉ－Ｍｏ合金薄膜同时也具有良好的附着力和抗粉化性能。     

新型能源材料——贮氢合金(下)

<正> 能量转换新功能 贮氢合金不单具有贮氢本领,而且还具有能量转换功能,可以利用它吸氢、放氢过程与温度、压力的关系,实现化学能——热能——机械能之间的转换。 金属在吸氢生成金属氢化物时,放出热量,相当于把化学能转换为热能;反之,金属氢化物在分解放出氢时,吸收热量,相当于把热能转换为化学能,如果我们利用合金的这种功能把生产中的余热转变为化学能贮     

Mg2Ni1-xCux (x=0, 0.2, 0.4)合金熔炼法加球磨处理后的储氢性能

采用熔炼法加球磨处理制备Mg2Ni1-xCux(x=0,0.2,0.4)合金。通过XRD和SEM/EDX对合金的相成分和微观组织进行分析。研究表明,3种合金中都有Mg2Ni相形成。随着Cu含量的增加,合金分别形成Mg2Cu相和Cu11Mg10Ni9相。PCT测量结果表明,Cu的添加可以改善合金的吸放氢性能。     

Ni对非晶态Co-B合金电化学储氢性能的影响

通过化学还原共沉积法引入元素Ni制备了三元非晶态Co-Ni-B合金,并研究了元素Ni对非晶Co-B合金电化学储氢性能的影响。结果表明,含镍23.8at%非晶态Ni-Co-B合金的可逆放电容量约为250mAh/g,较非晶Co-B合金下降约20mAh/g,但循环稳定性二者相同,即在650mA/g的高电流密度下循环60次容量几乎保持不变。但进一步增加Ni含量,含镍35.8at%的非晶态Ni-Co-B合金的放电容量和循环稳定性都较不掺杂时发生大幅下降。但是,元素Ni的引入能有效抑制高电流密度充电过程中Co-B合金表面大量氢气的析出,减小电极放电电压平台和容量在循环过程中的波动。这可能得益于以下2个原因:(1)非晶Ni-Co-B合金对水分解的电催化活性降低;(2)吸附态氢原子在非晶Ni-Co-B合金基体中的扩散速度高于在Co-B合金中的扩散速度。     

Enhancement of Ti-Cr-V BCC alloys on the dehydrogenation kinetics of Li-Mg-N-H hydrogen storage materials

The hydrogen storage properties of a Li-Mg-N-H material doped by a 4 mol.% Ti₃Cr₃V₄ body centre cubic (BCC) alloy hydride and prepared with a ball-milling method were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and Sievert’s technology test. The results show that the Ti₃Cr₃V₄ BCC alloy hydride/Li-Mg-N-H composite has good reversible hydrogen storage properties. The dehydrogenation kinetics of the Li-Mg-N-H system can be greatly improved by doping the Ti₃Cr₃V₄ BCC alloy hydride. The composite desorbed 4.1 wt.% hydrogen in the first 60 min at 473 K under 0.1 MPa pressure, but when without the BCC alloy addition, only 3.0 wt.% hydrogen was desorbed under the same dehydrogenation condition. It can be deduced that the Ti₃Cr₃V₄ BCC alloy uniformly distributed in the Li-Mg-N-H substrate could decrease the activating energy of hydrogen molecules to H atoms and increase H diffusion paths in the composite, enhancing the dehydrogenation kinetics of the Li-Mg-N-H system.     

Ti掺杂对NaAlH4储氢性能的影响

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,分别计算纯净以及掺杂Ti的NaAlH4和Na3AlH6的晶格结构参数、能量变化和电子态密度(DOS),分析比较Ti掺杂对NaAlH4和Na3AlH6储氢性能的影响。结果表明:Ti掺杂后的晶格结构比原纯净的NaAlH4和Na3AlH6稳定,且脱氢所需能量减少。Ti替代Na后,Ti吸引周围的H原子,使Al-H键变弱;Ti替代Al,Ti-H键比原Al-H键明显减弱,使掺杂后脱氢所需能量降低。通过对比分析Ti掺杂对NaAlH4和Na3AlH6结构和态密度的影响,得出Ti的催化作用主要发生在脱氢反应的第一步。