金属钒对镁基合金储氢性能的影响

镁及镁基储氢合金具有储氢容量高、成本低及污染小等优点,被认为是用于车载储氢方面较有前途的材料。然而镁基合金存在吸放氢温度较高,吸放氢速度较慢的缺点,抑制了它的实际应用。研究表明,制备多元镁基合金可明显改善合金的储氢性能。采用氢化燃烧合成(Hydriding Combustion Synthesis-HCS)和机械球磨(Mechanical Milling-MM),即HCS+MM技术复合制备Mg90Ni10-xVx(x=0,2,4,6,8)合金。采用X射线衍射仪、扫描电镜及气体反应控制器研究了HCS+MM产物的相组成、表面形貌以及吸放氢性能。XRD分析表明,不同合金均含有MgH2,Mg2NiH4,Mg2NiH0.3,Mg以及VHy相,随着V含量的增加,VHy的相含量逐渐增加,而Mg2Ni氢化物含量逐渐减少。SEM结果表明,Mg90Ni4V6和Mg90Ni2V8合金的颗粒平均尺寸较小且分布比较均匀。Mg-Ni-V合金的吸氢性能优于二元Mg-Ni合金,Mg90Ni4V6的吸氢性能最好,在373 K,合金的吸氢量达到5.25%,且在50 s内就基本达到饱和吸氢量。V可以细化晶粒,使合金内部晶界增多,有利于氢的扩散;并且当合金中的V与Mg2Ni达到一定比例时,对合金的吸氢具有协同催化作用,改善了合金的吸氢性能。Mg-Ni-V合金的放氢性能不如二元Mg-Ni合金,说明在放氢过程中Mg2Ni的催化作用优于V。     

反应球磨法制备Mg-Ni-M(M=Ni,Nb,Y,Ti)储氢材料及其放氢性能的研究

采用反应球磨法直接制备Mg-10％(质量分数,下同)(1/4M-3/4Ni)(M=Ni、Nb、Y、Ti,M和Ni比例为原子比)储氢材料,球磨在5×105 Pa H2气氛中运行30h.用X射线衍射、扫描电镜、示差扫描量热等方法对样品进行了结构、形貌及热分析表征.结果表明,Mg-Ni体系中添加Ti、Y生成MgH2的量最多,而添加Nb生成MgH2量最少,Mg-Ni-Y放氢容量比Mg-Ni的多1.3561％ H2;添加Y放氢温度最低,放氢温度比Mg-Ni的低20℃.     

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.     

Mg-Ni系贮氢合金的改性

Mg-Ni系贮氢合金虽储氢量高,但放氢温度高、吸放氢动力学性能差,限制了合金的广泛应用.为克服Mg-Ni系贮氢合金的这些缺点,开发贮氢量大、吸放氢性能好的贮氢合金,采用各种方法对合金进行改性.为进一步了解Mg-Nj系贮氢合金方面的研究进展,调研了国内外在Mg-Ni系贮氢合金改性方面研究进展,主要从合金表面处理、成分调节以及纳米处理这3个方面进行了阐述.     

镁碳纳米储氢材料的制备及其性能的研究

用镁与炭化无烟煤混合后进行充氢球磨的方法,制备镁碳储氢材料。运用扫描电镜和透射电镜对储氢材料的粒径、微观形貌及晶形结构进行了表征,运用热重分析仪和差示扫描量热仪对材料的吸放氢性能进行了测试。实验发现,在镁中添加碳进行充氢球磨时,可以在5h内使粒径达到50-100nm。随着碳添加量的增大,镁碳储氢材料的储氢量下降,放氢温度升高。材料Mg3.0C2.0(碳添加量40%)的储氢量2.61%,放氢温度295℃。活性金属Mo对镁碳材料吸放氢性能有着明显的改善作用。     

氢化燃烧合成与机械合金化复合制备LaMg_(11.5)Ni_(0.5)储氢材料

采用氢化燃烧合成和机械球磨复合制备了LaMg11.5Ni0.5三元储氢材料,物相分析可知,该体系由MgH2、Mg、Mg2NiH4,Mg2NiH0.3,LaH2以及少量LaNi5H0.3构成.氢化燃烧合成产物LaMg11.5Ni0.5经20h球磨后,在423K时,100s内达到饱和吸氢量3.42%(质量分数);在523K时,1 800s内放氢基本完全,放氢量为3.29%(质量分数).研究表明,该产物在523K时的放氢过程受界面移动过程控制.     

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。     

氢化燃烧法合成镁基储氢合金进展

以Mg2 Ni为例系统综述了氢化燃烧法制备镁基储氢合金的进展 ,包括其工作原理 ,氢化燃烧法和其它制备镁基储氢合金方法的比较 ,影响氢化燃烧的因素以及材料的氢化特性。较为详细地介绍了国内外的研究状况并进行比较 ,通过比较Mg2 Ni、Mg2 FeH6 、Mg2 CoH5等储氢合金的吸氢性能 ,指出制备镁基储氢合金的理想发展方向应该是采用复合方法获得实用产品 ,即结合氢化燃烧 ,机械合金化 ,多元化 ,纳米化等方法 ,制备非晶态合金 ,以期达到低温下吸放氢量大于 5 %(质量分数 ) ,具有良好的动力学性能 ,使用寿命长 ,低价格的效果。     

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。     

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。