CO对MlNi4.5Al0.5合金吸氢动力学特性的影响

研究了氢中含有不同浓度CO杂质对MlNi     

成型压力对Mg-Ni-La/Ce合金吸放氢动力学的影响

为提高镁基储氢合金的体积储氢密度和增加材料导热性能,需要对合金粉末进行压片处理。制备了不同成型压力下直径为10 mm的片状Mg₈₇Ni₁₀La₃和Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金,研究成型压力对合金体积储氢密度、膨胀特性和吸放氢反应动力学性能的影响。结果表明,在760～1900 MPa下,合金片的表观密度达到粉末的两倍左右;考虑吸放氢循环过程中的体积膨胀,第4次吸氢过程中两种合金的储氢体积密度仍然高于70 g·L^-1,1520 MPa的成型压力下Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金片具有最大体积储氢密度为86.3 g·L^-1。两种合金在4次循环吸放氢后的轴向和径向膨胀为10%左右,体积膨胀约为35%,合金颗粒的粉化是造成膨胀的主要原因。与粉末状材料相比,合金片的首次活化比较困难,吸放氢动力学性能有部分下降;随着吸放氢循环次数的增加,压片成型对合金吸放氢动力学的影响...     

Mn含量对La0.65Mg0.35Ni3.1-xMnx(x=0.0～0.4)贮氢合金高温电化学性能的影响

研究了Mn含量对La0.65Mg0.35Ni3.1-xMnx(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢电极合金高温(333K)放电性能的影响.随Mn含量的增加,该系列合金电极在70 mA·g-1放电电流密度下的高温容量保持率从93.9%(x=0.0)增加到119.4%(x=0.4),而且,x＞0.1合金的高温容量保持率几乎相同.333K的电化学P-C-T曲线测试结果表明,Mn对Ni的部分代替明显降低了合金的放氢平台压,x＞0.1合金的吸/放氢平台滞后相对较小,说明x＞0.1合金的高温特性有所改善.腐蚀曲线测量结果表明,由于合金中Mn的存在,合金电极的腐蚀电流Icorr减小,腐蚀电位Ecorr正移,表明合金的耐腐蚀性能增强.     

La0.8Mg0.2(Ni2.7Co0.6Al0.1Mn0.1)x贮氢合金的电化学性能分析

采用恒电位法、EIS分析及双电极系统对La0.8Mg0.2(Ni2.7Co0.6Al0.1Mn0.1)x(x=0.9～1.10)系列合金进行电化学性能分析。结果表明,x=1.05的合金具有较好的自放电性能(CR=97.3%),而x=1.10的合金有较高的电化学容量(369 mAh.g-1)。合金电极的电化学阻抗谱(EIS)表明,随着化学计量比x的增大,合金电极的电荷迁移电阻先减小后增大,动力学性能先增强后减弱。线性极化测试表明,随着化学计量比x的增大,合金电极表面的电化学反应速率先增大后减小。通过合金电极阳极电流对时间响应的半对数曲线计算的氢扩散系数D随着化学计量比x的增大先增大后降低,说明合金内部的氢扩散能力先增强后降低。     

PMMA表面包覆LaNi5合金粉末的储氢性能

LaNi₅储氢合金粉末易氧化,严重影响其储氢性能。本文采用溶液浸渍法将聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl meth acrylate,PMMA)对LaNi₅合金粉末进行表面包覆改性,研究粉末的微观形貌、储氢性能和抗氧化性能。结果表明,空气氧化后,PMMA包覆LaNi₅合金的储氢量保持在1.29%(质量分数),而LaNi₅合金的储氢量仅为1.15%。对比未包覆的LaNi₅合金,PMMA包覆LaNi₅合金在空气氧化后仍保持较好的吸放氢动力学性能和储氢量,且具备良好的循环稳定性。因此,PMMA包覆LaNi₅合金可减缓合金在空气中的氧化反应,改善合金的抗氧化性能,有利于合金的应用和储氢安全性。     

淬火处理对La12Ce3Fe10Ni63Mn5Al6B储氢合金结构和性能的影响

采用中频感应炉制备了La12Ce3Fe10Ni63Mn5Al6B储氢合金,对该合金在不同温度和时间进行淬火处理。采用XRD,SEM,EDS以及电化学方法研究合金的组织结构、平台特性和电化学性质。研究表明:合金是由LaNi5相与(Fe,Ni)相组成。淬火处理能够改善合金的平台特性,提高合金的最大放电容量。1073 K保温3 h和4 h的合金的高倍率放电能力明显改善,HRD1750从未处理合金的35.8%分别增加到46.4%和50.3%,但淬火处理合金的循环性能有所下降。     

CO对MlNi_(4.5)Al_(0.5)合金吸氢动力学特性的影响

研究了氢中含有不同浓度CO杂质对MlNi4 .5Al0 .5的动力学曲线及循环性能的影响。MlNi4 .5Al0 .5被CO毒化后动力学性能退化 ,同一CO浓度下随着循环次数的增加 ,动力学性能退化加剧 ,随着CO浓度增加 ,合金的循环性能降低 ,动力学曲线衰退严重。探讨了被CO毒化合金动力学曲线衰退的原因。     

镁含量对稀土-镁-镍系A2B7型储氢合金电极自放电性能的影响

系统研究了Mg元素对退火态A2B7型储氢合金La0.7-xY0.1Gd0.2MgxNi3.35Al0.15(x=0～0.4)电极自放电性能的影响。结果表明,退火态合金主要由Ce2Ni7(或Gd2Co7)型、Pr5Co19型、CaCu5型和PuNi3型相组成,Mg含量对合金组成和相结构有重要的影响,低镁含量有利于提高合金组织中Ce2Ni7型相的丰度,高镁含量易出现大量的CaCu5型和PuNi3型相。电化学测试表明,循环稳定性及电化学放电容量随Mg含量的增加而呈现先降低后升高的趋势,x=0.15,0.17合金电极具有最高的循环稳定性(S100=90%)和最大的电化学放电容量(368mAh.g-1)。Mg含量对合金电极的荷电保持率和开路电位影响显著,搁置7 d后的电极荷电保持率从7.9%(x=0)增加到59.7%(x=0.17),然后又降低到1.8%(x=0.4),表明适量的Mg含量可以改善合金的自放电性能,其中合金电极自放电时的可逆容量损失占97.5%以上,不可逆损失仅占0.4%～2.5%。合金电极的荷电保持率随合金PCT曲线放氢平台压力的升高而减小,其中氢致非晶态(x=0)和具有较高放氢平台压力的多相组织合金电极(x=0.4)的自放电率较大,荷电保持率最小。合金的腐蚀电流Icorr与电极的不可逆容量损失存在一定对应关系,当x=0.15～0.17时,合金的耐腐电流较小,其自放电时的不可逆容量损失最低,循环寿命也较佳。     

热处理工艺对La0.85Ce0.15(NiMnAl)5.30贮氢合金相结构及电化学性能影响

本文研究了无钴La_0.85Ce_0.15(NiMnAl)_5.30贮氢合金在不同热处理工艺下相结构及电化学性能变化规律。衍射分析表明退火参数优化后的合金仍为CaCu5单相,温度升高后结晶度增加但活化性能变差;PCT测试结果显示920℃退火时吸氢量达到0.8902;温度升高后吸氢量呈现降低趋势,放氢压力也明显增加;经过980℃热处理8h后晶体结构改善明显,其吸放氢前后膨胀体积变化最小,抗粉化能力强。无钴合金熔点降低、温度升高后利于体相中元素扩散;活化性能降低的同时合金最大放电容量也有所降低。980℃制备合金电化学性能最优,同时具备较好的贮氢性能。     

LaNi5合金中的杂质C与H2的反应研究

LaNi₅储氢合金中的杂质C在合金放氢过程中尤其是在高温放氢时会以CH₄的形式释放,从而影响氢气的纯度。氢等离子体电弧熔炼法是去除LaNi₅合金中杂质C的有效方法,其中H在除C过程中起到了至关重要的作用。为了研究C与H₂在氢等离子体电弧熔炼过程中的作用机制,本文利用气相色谱分析仪分别对熔炼前后的炉内气氛进行了分析研究。此外,依据LaNi₅合金与H的相互作用,本文探索了吸氢脱氢过程中,合金中杂质C与H的反应过程,并对合金高温放氢纯度及放氢后合金C含量的变化进行分析。结果表明：在氢等离子体电弧熔炼和吸氢脱氢处理过程中,LaNi₅合金中的C与H反应并以CH₄的形式逸出,从而降低了LaNi₅合金中的C含量。在对LaNi₅合金吸氢脱氢法处理过程中,合金中的原始C含量越高,500℃热解析H₂中的CH₄含量越高,且随着吸放氢循环次数的增加,释放的CH_4...     

替代元素对低钴贮氢合金性能的影响

在AB5型贮氢合金MlNi3.55Co0.75Al0.3Mn0.4钴含量基础上,B侧采用Cu、Fe、Zn、Cr元素替代Co,A侧加入Dy来制备低钴贮氢合金.并对合金的放电容量、循环稳定性以及微观结构进行了研究分析.研究表明,通过调整合金成分可以使贮氢合金具有较好的组织均匀性和综合电化学性能.     

铁取代部分铬对TiVCrMn合金储氢性能的影响

38Ti-30V-18Mn-14Cr合金具有比较大的吸氧量,但是其放氢平台太低,尤其是有效放氢量太少.Fe有利于合金放氢平台提高,所以本文研究了Fe取代部分Cr对该合金的吸/放氢性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,随Fe取代Cr的量的增加,合金的相组成经由单一的体心立方(bcc)相逐渐转变为bcc与Laves两相共存,合金bcc相的晶格常数和晶胞体积减小.吸放氢性能曲线表明,Fe取代Cr后合金的最大吸氢量降低,但是合金的放氢平台显著升高,合金的有效放氢量增大.对于38Ti-30V-18Mn-10cr4Fe合金,在298 K吸氢、353 K放氢的条件下,有效放氢量达到最大为1.51%.     

一种新型稀土合金MLNi_(4.5)Al_(0.5)的贮氢性能

本文研究了新型稀土合金ＭＬＮｉ４．５ Ａｌ０．５ 的ＰＣＴ性能、动力学特性、活化性能、循环性能及抗ＣＯ 毒化性能,并与ＬａＮｉ５ 合金进行了比较,结果表明,ＭＬＮｉ４．５ Ａｌ０．５ 的活化性能、循环稳定性及抗ＣＯ 毒化性能均优于ＬａＮｉ５,是一种具有应用前景的稀土贮氢合金。     

Ce替代La对储氢合金结构与性能的影响

采用感应熔炼法制备了La_(1-x)Ce_x(NiCoMnAl)_(5.05)(x=0,0.25,0.50,0.75)系列合金,并对其进行了PCT气态吸放氢测试。结果表明,随着Ce替代量的增加,合金的晶胞体积逐渐减小,轴比c/a逐渐增大;随替代量的增加合金的放电容量逐渐降低,其高倍率放电性能先提高后降低,x=0.25时合金的倍率放电性能最好;而合金的循环寿命随Ce替代量的增加而逐渐提高;随替代量的增加合金的最大吸氢量逐渐减小,但其放氢平台压力却逐渐提高。     

V-Ni二元合金的吸放氢性能

研究了V100-xNix（x=0～12％（原子分数））二元合金的活化性能、吸氢动力学性能、放氢PCT性能及吸放氢过程相结构的变化。Ni的添加提高了钒的活化性能和动力学性能。随着Ni含量的增加，γ相的分解压逐渐升高，稳定性降低。在20℃，3MPa氢压下，当Ni含量高于0．5％（原子分数）时，γ相的含量迅速降低，饱和吸氢量明显减少，当Ni含量超过2％（原子分数）时，γ相消失。增加Ni含量，有利于降低B相的含量，提高B相的分解压。随着Ni含量的增加，合金的晶格常数呈线性趋势降低。     

Al对MLNi3.85-xMn0.4Co0.75Alx合金贮

采用富La混合稀土金属(ML)对MLNi_3.85-xMn_0.4Co_0.75Al_x(x=0.1~0.5)五元贮氢合金吸放氢性能进行了测试,并计算出其热力学参数.结果发现Al含量增加,贮氢量下降,添加Al分解压降低,有利贮氢.     

Ti/Cr比对(VFe)50Ti26-xCr24+x(0≤x≤2.0)储氢合金吸放氢性能的影响

为研究不同Ti/Cr比对(VFe)50Ti26-xCr24+x(0≤x≤2.0)储氢合金吸放氢性能的影响规律,采用FeV80中间合金制备了低成本储氢合金并系统研究了储氢合金的吸放氢性能及组织结构.PCT及XRD实验结果表明:随着Ti/r比的降低(x的增加),合金的吸放氢量均呈现减小的趋势,放氢平台压则不断增大,所有的合金均由主相BCC及稀土氧化物CeO2相组成,主相BCC的晶格常数随着Ti/Cr比的降低而减小.     

La0.55Pr0.05NdxMg0.4-xNi3.3Al0.1(x=0.10～0.20)储氢合金的研究Ⅰ:相结构和气相吸放氢性能

中频感应熔炼法制备了La0.55Pr0.05NdxMg0.4-xNi3.3Al0.1(x=0.10、0.15、0.20)储氢合金.通过X射线衍射(XRD)和Rietveld方法分析了每个合金的相结构,分析结果表明,由于Nd/Mg比不同,三个合金的相组成不完全相同.同时应用扫描电镜(SEM)察了合金的形貌并结合能谱(EDS)方法测定了各相的组成,测定结果与XRD分析结果有所不同.La0.55Pr0.05NdxMg0.4-xNi3.3Al0.1(x=0.10、0.15、0.20)合金在313 K第一次吸放氢的P-C-T曲线显示出两个平台压力,分别对应于(La,Mg)2(Ni,Al)7相和La(Ni,Al)5相.合金的储氢容量随X值的增大先增加后减小,这种变化规律可能与合金中储氢相的丰度以及晶胞体积有关.该系列合金的吸/放氢动力学曲线表明,Nd含量适中的合金的吸/放氢动力学性能相对较好.     

Pd包覆ZrTiCoMm合金的储氢及抗毒化性能研究

通过合金化的方法研制出了抗歧化性能优良的ZrCo基合金——ZrTiCoMm,并通过化学镀法在ZrTiCoMm合金的表面沉积Pd膜包层.采用SEM、EDS以及截面BSE成像等手段对Pd膜的特征进行分析,并且测试了 Pd/ZrTiCoMm合金的活化动力学性能和P-C-T曲线,研究了 Pd膜对ZrTiCoMm合金抗毒化性能的...     

ZrFe_(1.95-x)Mn_xV_(0.10)(x=0,0.05,0.10,0.15)合金的储氢性能研究

利用磁悬浮感应熔炼法制备了ZrFe1.95-xMnxV0.10(x=0,0.05,0.10,0.15)高坪台压储氢合金。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和Sievert's体积法研究了Mn部分取代Fe对ZrFe1.95V0.10合金的相结构、吸/放氢PCT性能及吸氢动力学性能的影响。XRD结果表明,当x≤0.10时合金均为C15型立方Laves单相结构,且随着Mn含量的增加,晶格常数逐渐增大;当x=0.15时合金中出现C14型六方Laves第二相,晶格常数略有降低;随着Mn取代量的增加,合金的活化性能改善,滞后系数降低,但坪台斜率增大,放氢坪台压由2.27MPa降至1.12 MPa(243 K下),储氢容量先增后减,在243 K下ZrFe1.85Mn0.10V0.10合金具有最大的储氢容量1.69%(n(H)/n(M)=1.13)及最快的吸氢速率t0.9为46 s。