无Co稀土系储氢合金La(NiM)5+x的组织结构及MH电极性能研究

制备和研究了过化学计量比无钴合金La(NiM)5+x(M= Cu, Mn, Al,x=0.3～1.0)在常规熔铸、高温退火+淬火及快速凝固不同制备条件下的组织结构和电化学性能.X射线衍射分析表明,熔铸合金组织均由CaCu5型主相和少量第二相组成;当M为Cu和Mn元素时,退火+淬火处理及快速凝固合金在x=0.3～1.0范围内为单相组织,而含Al合金则很难获得单相组织.电化学实验表明,退火+淬火处理后的合金MH电极具有易活化、电化学容量较高、电极循环稳定性得到不同程度改善,其中以含Cu和Mn元素的单相组织合金循环稳定性最好.快速凝固合金均大大提高了合金的电化学稳定性,但其活化性能和电极容量明显下降.     

机械球磨固相化学反应制备AlH_3

以LiAlH4和AlCl3为原料,采用机械球磨固相化学反应方法合成铝氢化合物,通过XRD、TG-DSC和MS等方法对反应产物进行分析和表征,研究不同球磨时间对球磨反应体系合成产物的转变规律和对产物热力学性能的影响.结果表明,随着球磨时间的增加,合成反应按3LiAlH4 AlCl3→4AlH3 3LiCl方向进行并形成了非晶态铝氢化合物(AlH3),球磨20 h时反应基本完全.球磨产物的放氢失重温度主要集中在100～200 ℃,对应的DSC曲线在135 ℃和165 ℃出现2个放热峰,随球磨时间的增加,失重量减少,最大失重质量分数达到3.5%～6.1%.球磨过程中形成的反应产物LiCl*H2O及少量AlH3发生分解是影响球磨反应产物最大失重量的主要因素.     

稀土系贮氢三元合金的生成焓计算

利用 Miedema理论和几何模型计算了合金 La- M,Ni- M( M=La,Ni,Co,Mn,Al,Cr,Fe,Cu,Ga)和稀土系贮氢三元合金系统 La Ni5- x Mnx( M=Co,Mn,Al,Cr,Fe,Cu,Ga)的生成焓 ,计算结果与已有实验结果符合得较好 .结果表明 ,添加合金组元 Mn,Co,Cr,Fe和 Cu,三元合金 La Ni5- x Mx 的生成焓有不同程度的增大 ,而添加Al,Ga生成焓则明显减小 .讨论了生成焓对高温氢化时合金发生歧化反应的影响 ,合金的生成焓愈大 ,对歧化反应愈有利 .计算得到的生成焓数据与实验获得的合金歧化反应趋势和程度相符合     

AB_5型储氢合金实现HDDR行为的成分选择依据

采用Ｍｉｅｄｅｍａ、Ｔｏｏｐ模型计算ＡＢ５型三元储氢电极合金的生成焓,以此结果为依据,选择合理的储氢合金实现ＨＤＤＲ行为,并通过实验得到了验证。     

LaNi5-xMx高温氢化时的歧化行为研究

借助Ｘ射线衍射、差热分析及电化学方法,研究了吸氢合金ＬａＮｉ５－ ｘＭｘ 在高温氢化反应时的歧化行为及其反应产物的电化学性能．结果表明,ＬａＮｉ５－ ｘＭｘ 在２．５ＭＰａ 氢压和大于５５０ ℃保温一定时间后可发生明显歧化反应,并析出纳米相Ｎｉ．歧化反应的程度与加热温度、时间、第三组元Ｍ 及合金的生成焓关系密切．电化学交换电流密度测定表明,经歧化反应得到的含纳米相Ｎｉ的复相组织与原始合金组织相比具有较高的吸放氢电催化活性     

合金凝固组织对氢扩散和MH电极性能的影响

用电位阶跃法和恒电流充放电法研究了贮氢合金凝固组织中的氢扩散行为和合金氢化物（ＭＨ）电极放电的速度特性．研究表明：合金ＭＬＮｉ３．４５（ＣｏＭｎＴｉ）１．５５的各凝固组织中氢扩散系数及合金的电极性能均明显不同，随合金凝固时冷却速度增大，氢扩散系数和晶胞体积减小；合金电极的高倍率放电率主要取决于氢在合金中的扩散速度和电极表面的电催化活性．定向凝固组织具有良好的放电速度特性与其凝固组织中存在Ｎｉ的析出相关系密切．     

贮氢合金动力学测试方法的研究

通过对贮氢合金动力学主要研究内容的分析，研究探讨了在等容差压法热力学测试装置上进行等温等压的吸放氢动力学曲线的测定。用该装置直接进行测定，只能得到压力变化的动力学曲线，为解决等压问题，采用了在不同初始氢压下进行多条吸氢曲线的测试、计算并绘出某一恒定氢压下吸氢量与吸氢速度的关系曲线，进而利用数值积分公式计算并绘出吸氢量与时间关系动力学曲线。通过ＬａＮｉ＿５合金动力学曲线的测定，证明了该合金的良好动力学性能和测定方法的可信性。     

AB5型储氢合金实现HDDR行为的成分选择依据

采用Ｍｉｅｄｅｍａ、Ｔｏｏｐ模型计算ＡＢ５型三元储氢电极合金的生成焓，以此结果为依据，选择合理的储氢使合金实现ＨＤＤＲ行为，并通过实验得到了验证。     

花状Co5（O9．48H8．52）NO3的简易制备及其超级电容性能

采用简单沉淀方法制备出花状结构的Co5(O9.48H8.52)NO3,运用XRD、SEM、TEM、BET等方法对反应产物进行表征.结果表明,Co5(O9.48H8.52)NO3具有低结晶度的花状结构,孔径主要分布在4~40 nm,比表面积为77.22 m2/g.循环伏安、恒流充放电、交流阻抗和循环寿命测试均表明该材料具有良好的超级电容特性,单电极比容量可达368 F/g.     

稀土元素R对储氢合金(LaRMg)(NiCoAlZn)_(3.5)相结构和电化学性能的影响

以(LaRMg)(NiCoAlZn)3.5(R=La、Ce、Pr、Nd、Gd、Y和Sc)合金为研究对象,研究稀土元素R部分替代La后对合金相结构和相组成及电化学性能的影响.XRD和EPMA方法分析结果表明,合金(LaRMg)(NiCoAlZn)3.5退火组织主要由Ce2Ni7型相(或Gd2Co7型)、PuNi3型相和CaCu5型相组成;Ce、Pr和Nd元素的替代对合金相组成没有明显影响,而Gd元素替代使合金中CaCu5型相明显减少,Ce2Ni7型(或Gd2Co7型)相显著增加,其相丰度达到79.03%;Y和Sc元素替代时合金中Gd2Co7型相基本消失.电化学测试和分析表明, 稀土元素R替代La后对合金电极活化性能影响不大,其中Nd、Gd、Y和Sc部分替代La在一定程度上提高合金的最大放电容量,而Gd元素替代时合金电极容量最高达到343.1 mAh/g;Gd和Nd元素部分替代La使合金电极的循环稳定性得到明显提高,S100分别达到95.3%和93.0%.此外,Sc部分替代La能有效改善合金电极的高倍率放电性能.