电沉积和化学镀技术在镁基储氢合金制备及表面改性中的应用

介绍了2种镁基储氢合金的制备方法:电沉积法和化学镀法.概述了镁基储氢合金表面镀Pd、Cu、Ni、Cr及Ni基合金等的研究进展.     

镁基储氢材料在含能材料中的应用

根据化学结构不同将镁基储氢材料分为镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物3类,分别介绍了3类镁基储氢材料在含能材料中应用的研究进展;分析了镁基储氢材料在含能材料中的应用前景和存在的问题;介绍了计算机模拟技术在研究镁基储氢材料对推进剂热分解影响中的应用情况。结果显示,镁基储氢材料能够通过促进含能材料的热分解过程提升其能量水平,同时其较高的热稳定性有利于改善含能材料组分的相容性和安定性。镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物均可显著提高固体推进剂和炸药的应用性能。因此,镁基储氢材料在含能材料领域具有广阔的应用前景。附参考文献47篇。     

水溶液中电沉积镁基储氢合金的研究

采用恒电流沉积法,选用适宜的添加剂和络合剂,成功地从水溶液中沉积出有金属光泽、致密、附着力好的镁基储氢合金膜,探讨了温度及镀液成分对合金储氢性能的影响。X-射线衍射分析显示沉积层中含有非晶态M g-N i合金相和微晶态M g相。原子吸收光谱分析表明沉积合金中M g的质量分数达到8.57%,合金的放电容量最高为75.547 mA h/g。     

镁基储氢材料电化学性能简述

面对近年来日益严重的能源危机,世界各国纷纷采取切实措施,保护环境,开发新能源。氢能这一新能源体系就是在这样的背景下应运而生的。一、镁基合金的性能镁基储氢合金作为理想的固态储氢材料,具有储存量大（Mg2NiH4的储氢量为3．6wt％,理论电化学容量为999mAh／g）、资源丰富、价格低廉,比重小,对环境友好等优点,被认为是极具潜力的车载储氢材料。镁基储氢合金形成的氢化物在室温下稳定不易脱氢,有高的放氢过电位和低的放氢量,很难室温条件下的实际应用。     

新型稀土高性能储氢合金研究进展

稀土储氢合金是研究最早的储氢合金,也是目前仅有大规模产业化的储氢合金。本文综述了近年来稀土储氢合金的研究进展。介绍了稀土储氢合金的主要制备方法,例如感应熔炼、电弧熔炼、真空磁悬浮熔炼等以及较为新颖的自燃燃烧法;总结了改性处理方法,如热处理、表面处理等;分别讨论了AB5型、R-Mg-Ni系稀土储氢合金的元素组成变化对合金性能的影响。     

人工神经网络预测镁基储氢合金电极的循环放电性能

利用人工神经网络(ANN)预测了镁基储氢合金电极的循环放电性能.以合金电极1～5次的循环放电容量作为网络输入来预测后续的循环放电容量.采用LM算法,用Mg0.8Ti0.1M0.1Ni(M=Al,Cr,Cu,Fe,Si,V,Zn,Zr,B,Mn)合金电极的循环放电实验数据对网络进行训练.结果表明,建立的网络模型能准确预测合金电极的6～20次的循环放电容量.采用循环寿命为45～80次的Mg0.9-xTi0.1PdxNi(x=0.04,0.06,0.08,0.1)合金电极的实验数据对网络的泛化性能进行测试,测试结果和实验结果基本一致.表明所建立的人工神经网络模型具有较好的泛化性能,能够准确预测镁基储氢合金电极的循环放电性能.     

成分对汽车用（La0.7Mg0.3）Nix合金储氢特性的影响

为开发出具有高循环寿命和高储氢性能的新能源汽车用稀土镁基储氢合金,考察了铸态和退火态的铸锭/快淬（La_0.7Mg_0.3）Ni_x（x=2.0、2.5、3.0）储氢合金的微观结构、物相组成和储氢特性。结果表明,当x=2.5时快淬法储氢合金具有较好的吸放氢平台压力,PCT曲线中体现出完全脱氢特征,吸氢容量约为1.44%（质量分数）。经过850~950 ℃退火处理,铸锭法（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金相较（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.0储氢合金具有更高的吸放氢平台压和更宽的吸放氢平台,表明前者具有相对更好的吸放氢性能;不同退火温度下（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金的吸放氢平台压较为接近,吸氢和放氢容量可达到1.6%（质量分数）。铸锭法和快淬法（La_0.7Mg_0.3）Ni_x储氢合金中的LaNi₅和（LaMg）Ni₃相会随着退火温度的升高而逐渐转变为（LaMg）₂Ni₇相;铸锭法和快淬法（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金的表面粉末颗粒分别在退火温度为950 ℃和900 ℃时最为细小。     

纳米复合镁基储氢材料的研究进展

介绍了纳米复合镁基储氢材料的最新进展，重点阐述了镁与金属、非金属和金属间化合物等的纳米复合材料。     

储氢合金粉表面包覆镍硼合金的研究

储氢合金是影响镍氢电池性能的主要因素,对储氢合金进行表面处理可以有效提高镍氢电池的性能。本文对储氢合金表面进行包覆镍硼合金处理,通过扫描电镜(SEM)及X射线衍射分析(XRD)对电极表面进行了表征,测定了包覆前后镍氢电池的大电流放电性能,以交流阻抗法和循环伏安法对电极进行了评价。结果表明,包覆镍硼合金后,电化学阻抗减小,电极的大电流放电性能有所提高,循环寿命增长,对储氢合金表面包覆镍硼合金可有效提高镍氢电池性能。     

元素掺杂对镁基储氢合金电化学性能的影响

利用氢化燃烧合成复合高能球磨法制备镁基储氢电极合金Mg2NiH4,并对合金进行不同元素(Cr、Co、Nb、Ti和V)掺杂处理。使用X线衍射仪(XRD)和电化学工作站对材料结构性能进行表征,并考察不同元素掺杂对电极合金的结构和电化学性能的影响。结果表明:少量金属元素掺杂处理并没有改变合金的主相结构。元素掺杂降低了合金电极的最大放电容量和动力学性能,但是合金电极的电化学循环稳定性均得到不同程度的提高,其中Ti掺杂处理对于改善合金电极电化学循环性能最为明显。     

固体储氢材料的研究进展

氢的廉价制取、安全储运以及高效应用是目前氢能研究领域的重点,而安全、高效的氢储运是实现氢能规模化应用的技术关键,因此高容量固态储氢材料的研发具有重要的学术意义和应用价值。固体材料储氢因储氢密度大、安全系数高而成为最有前景的储氢技术,得到了研究者们的广泛关注。本文针对目前国内外固体储氢材料研究现状,论述了几种固体储氢材料的研究进展,包括物理吸附类储氢材料、金属基储氢材料、配位氢化物和水合物储氢材料。重点评述了固态储氢材料中最具发展潜力的镁基储氢材料,并阐述了合金化、纳米化、添加催化剂以及复合轻金属配位氢化物等几种改性方法对镁基储氢材料储氢机理、微观结构、热力学性能、动力学性能的影响。制氢-储氢-用氢一体集成化设计应是固态储氢尤其是镁基储氢产业化应用发展道路,而镁基固态储运氢技术的发展,将可能实现氢气安全高效及大规模储运。     

储氢合金对GAP基高能固体推进剂性能的影响

在聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基固体推进剂体系中,采用储氢合金取代不同含量的微米级铝粉,获得无孔的高能固体推进剂。采用扫描电镜表征了含储氢合金的GAP基固体推进剂的微观形貌,采用药块分别测试了推进剂的安全、力学、静态燃烧性能和爆热,并采用BSFΦ75发动机测试了动态燃烧性能。结果表明,含储氢合金药块的密度比原配方的密度略低,内部结合更紧密。一定含量的储氢合金不影响原配方的安全性能和力学性能,可提高原配方的动、静态燃速。随着储氢合金质量分数从9%增加至18%(全部取代微米级铝粉),推进剂的静态燃速无明显变化。     

氢化燃烧合成镁基贮氢材料的研究进展

以Mg2Ni为例系统综述了氢化燃烧法制备镁基贮氢合金的进展，包括其工作原理，氢化燃烧法和其它制备镁基贮氢合金方法的比较，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，及简要介绍了合成Mg2FeH6、Mg2CoH5和Mg-Ni-Cu体系等贮氢合金的一些研究成果。指出制备镁基贮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，来达到低温下吸放氢，具有良好的动力学性能，使用寿命长，低价格的效果。     

碳微晶结构对球磨制备镁基储氢材料的影响

以杏壳活性炭和煤基碳作为镁粉的助磨剂,用氢气反应球磨法制备了镁基储氢材料,对比研究了这两种不同微晶结构的碳在制备镁基储氢材料时作用的差异。结果表明,杏壳活性炭和煤基碳都是镁粉的有效助磨剂,能防止镁粉发生"冷焊"及粘附现象,得到分散的纳米级镁基储氢材料。杏壳活性炭对镁粉的分散性优于煤基碳,但用煤基碳作助磨剂所制得粉体的粒度更小,储氢密度更大,放氢温度更低。     

氢化燃烧合成镁基贮氢合金的研究进展

系统综述了氢化燃烧法制备镁基贮氢合金Mg2Ni的研究进展，包括其制备原理、与其它制备方法的比较、影响氢化燃烧的因素以及材料的贮氢性能。同时简要介绍了氢化燃烧合成Mg-Fe、Mg-Co和Mg-Ni-Cu等贮氢合金的一些研究成果。     

镁基亚克力新材料的制备及储氢性能测试

采用在气体选择性聚合物中保护纳米级空气敏感金属纳米晶体的方法合成空气稳定型镁基亚克力复合材料。利用SEM、XRD表征手段，系统地研究了储氢复合材料的显微形貌和相组成结构。通过单因素实验和滤氢机理的研究，总结了反应条件对镁基储氢材料的吸氢/脱氢性能影响、重点阐述了镁基亚克力复合材料组成成分-微观结构-储放氢性能之间的关系。该方法在低成本、高容量储氢介质方面提供了新的机会。     

VFe对取代部分TiMn_2中的部分Mn对合金制备及储氢性能的影响

由TiMn合金的二元相图出发,研究了TiMn_(1.2)(VFe)_(0.8)储氢合金的制备及其储氢性能。结果表明,采用两步熔炼的方法可以快速制备该合金,而且所得合金成分均匀,储氢性能稳定。X射线衍射分析表明,合金中主要存在TiMn基Laves相,经退火热处理后合金中出现了新的合金相;合金的吸放氢量测试表明,在室温和3.04 MPa的吸氢条件下,该合金在353K、终止压力为101.325 kPa时的放氢量超过200 ml·g~(-1),在相同的吸放氢条件下,经退火热处理的合金其放氢量有所提高,可以达到220 ml·g~(-1),质量比接近2％;合金吸放氢的压力-组成-温度(PCT)测试表明退火前后合金的吸放氢热力学性能略有改变,合金退火后出现了新的吸放氢平台。     

镁基储氢材料的性能及研究进展

镁基储氢材料具有储氢容量高、价格低廉、在自然界中镁资源丰富等优点，被认为是最具有发展前景的一类固态储氢材料。由于MgH₂稳定性好且放氢焓值高(75kJ/mol H₂)，氢分子在Mg表面解离能高及氢原子在镁晶格中扩散速率慢，导致吸放氢热力学稳定、动力学缓慢，从而限制了其在储氢方面的应用。对于镁基储氢材料性能的改善，目前已经取得了许多研究成果。本文综述了国内外镁基储氢材料的研究报道，归纳了镁基储氢材料的改性方法，重点阐述了合金化、纳米化和添加催化剂对于优化和改善热力学和动力学性能以及吸放氢机理的影响。最后对该领域的研究成果和发展前景进行了总结和展望，基于现有分析认为，在未来的研究中可以综合运用添加催化剂和纳米化改性双重机制对MgH₂体系热力学性能进行调控，以获得具有高容量、高性能的Mg/MgH₂储氢体系，满足商业化应用的要求。     

Mg基储氢合金的研究现状

Mg基储氢合金因储氢容量高、资源丰富等优点受到研究者的广泛关注,但其高的吸/放氢温度、缓慢的吸/放氢速率等限制其广泛应用。Mg和Mg_2Ni作为Mg基储氢合金的代表,一直是研究的热点,研究者采用添加催化剂、合金化等方法提高Mg和Mg_2Ni的吸/放氢动力学性能,降低吸/放氢温度。综述了近年来Mg和Mg_2Ni合金储氢性能的研究,特别关注催化剂添加增强Mg储氢性能、合金化改善Mg_2Ni储氢性能和添加球磨提高Mg-Mg_2Ni合金储氢性能的相关研究。     

储氢合金组成对MH／Ni电池性能的影响

从热力学角度讨论了储氢合金组成与其性质的关系，阐述了储氢合金的组成对ＭＨ／Ｎｉ电池性能的影响。