汽车用La0.79Mg0.21Ni3.95储氢合金的制备与电化学性能研究

为开发出高能量密度镍氢电池负极材料,采用真空感应熔炼的方法制备了La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金,对比分析了铸态和退火态储氢合金的物相组成、显微形貌和电化学性能。结果表明,铸态和800 ℃/24 h退火态La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金中都只含有LaNi₅和（La,Mg）₂Ni₇相;升高温度至900 ℃及以上时,储氢合金中形成了不同含量的（La,Mg）₅Ni₁₉和（La,Mg）₆Ni₂₄相。900 ℃/24 h退火态储氢合金的可逆吸放氢性能要高于950 ℃/48 h退火态储氢合金。铸态和退火态储氢合金都在前3周循环过程中到达了最大放电比容量,950 ℃/48 h退火态储氢合金中主要为（La,Mg）₆Ni₂₄相,其具有较高的循环稳定性。铸态和退火态La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金具有良好的电化学活化性能,高倍率放电性能（HRD₁₅₀₀）从高至低的顺序依次为950 ℃/48 h、950 ℃/24 h、900 ℃/24 h、 800 ℃/24 h、铸态;储氢合金的HRD₁₅₀₀与氢扩散速率（D）和交换电流密度（I₀）的变化趋势相同,950 ℃/48 h退火态储氢合金具有最大的HRD₁₅₀₀,这主要与合金电极中含有61.8%（质量分数）的（La,Mg）₆Ni₂₄相、具有较高的D和I₀有关。     

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。     

硼对非晶态LaMg11Zr+200%Ni储氢合金电化学性能的影响

以熔炼LaMg11Zr为母体合金,采用机械合金化法制备了非晶态LaMg11Zr+200%Ni+xB(x=0,2%,5%,10%)系列储氢合金,研究了B含量对合金结构和电化学性能的影响.结果表明:球磨20 h后,各合金均达到非晶态,B促进了非晶态合金的形成,提高了非晶态合金的热稳定性.合金电极均有良好的活化性能;随B含量的增加,合金电极的放电容量先增加后减少,LaMg11Zr+200%Ni+2%B合金电极达到最大放电容量614.2 mAh·g-1,比不含B合金电极提高了6.7%;添加B提高了合金电极的循环稳定性,充放电30周循环后合金电极的容量保持率由44.4%(x=0)增加到70.4%(x=10%);且添加B在一定程度上改善了合金电极的高倍率放电性能.     

机械合金法制备(Mg2Ni)100-xAgx粉体及其储氢性质研究

在各种不同氢气储存方式中,用金属氢化物储存氢气具有体积小,压力低,安全性高等优点,其中A2B型的Mg2Ni介金属化合物具有高储氢量,质量轻,价格便宜等优点,而被视为最具潜力储氢系统.本实验采用(Mg2Ni)100-xAgxx(x=0,1.0及5.0)合金系统,进行机械合金法球磨处理,以X光衍射分析(XRD)检测技术观察粉体在球磨过程中结构变化,并将15 h球磨处理后合金粉末进行储氢动力学曲线,压力-成分-温度曲线(P-C-T curve)与热分析等检测,对合金粉末储氢特性进行评估.结果发现15 h球磨处理后,银元素会与Mg2Ni,Mg,Ni形成不同比例纳米晶粒混合物.在储氢特性方面,银元素的添加对Mg2Ni有明显改善,在350 ℃下,添加1.0%银元素与Mg2Ni粉体相比较,最大吸氢量由3.14%(ω)增加至3.83%(ω),可逆吸氢量由2.4%(ω)增加至3.0%(ω).     

Cu替代Ni对La-Mg-Ni系储氢合金电化学性能的影响

用Cu替代LaMg2N i9系和MLMg2N i9(ML———富La混合稀土金属)系储氢合金中的部分N i,可以使合金的活化次数和放电容量衰减率减小。XRD及SEM分析表明,LaMg2N i7.8Cu1.2和La0.4Ce0.1Nd0.2Pr0.3Mg2N i6.9Cu2.1合金中MgN i2相、LaN i5相、LaCu3相和LaCu5相的存在,均有利于提高合金的活化性能,使循环放电容量增大。取代后综合电化学性能较好的合金分别是LaMg2N i7.8Cu1.2和La0.4Ce0.1Nd0.2Pr0.3Mg2N i6.9Cu2.1。     

Mg2Ni型贮氢合金的研究与展望

报道了Mg2Ni型贮氢合金制备方法的研究进展。对熔炼法、粉末烧结法、扩散法、机械合金化法和氢化燃烧合成法等几种主要方法制备Mg2Ni合金的基本原理和方法进行了综述,并介绍了扩散球磨法、球磨扩散法和熔炼球磨法等制备技术的联用,总结了这些合金制备技术制取的合金的充放氢性能和电化学性能,并讨论了不同制备方法对合金性能的影响。总结了目前改善Mg2Ni型贮氢合金材料性能所用的主要方法,例如掺杂催化元素、制备复合材料、组元替代、表面化学镀等。指出采用反应机械合金化法、储氢合金组元调整以及添加催化剂是改善性能最有效的途径。     

Mg2NiH4储氢材料的制备及对高氯酸铵热分解的催化作用

采用置换-扩散法制备得到Mg₂NiH₄,用SEM、XRD和DSC等对其结构和性能进行了表征。Mg₂NiH₄纯度较高,含氢量为3.6％,放氢温度为292.4℃。用DSC法研究了Mg₂NiH₄对高氯酸铵（AP）热分解的催化性能。结果表明：加入含量为10％的Mg₂NiH₄可使AP高温放热峰温降低108.2℃,使表观分解热增加217.0％,Mg₂NiH₄对高氯酸铵热分解具有良好的催化作用。Mg₂NiH₄含量增加,对高氯酸铵热分解的催化作用增强。初步探讨了Mg₂NiH₄催化高氯酸铵热分解的作用机理。     

Ni/MIL-101复合材料的制备及储氢性能的研究

采用溶剂热法制备出MIL-101,通过浸渍法与液相还原法相结合制备出Ni/MIL-101.通过XRD、SEM、BET、TG、FIRT、电化学工作站对所得MIL-101、Ni/MIL-101的结构、形貌、比表面积、热稳定性、官能团以及储氢性能进行探究.结果表明,此方法制备得到的Ni/MIL-101复合材料的结晶度较好,晶...     

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。     

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。     

机械球磨制备Mg70Ni30基复合材料在TiF3/TiO2催化机理下的电化学性能

以TiO2及TiF3为催化剂机械球磨制备Mg70 Ni30合金.XRD分析了球磨以后的合金微观结构,用程控电池测试仪测试了合金电极的电化学贮氢性能.研究表明,随着TiO2加入量增大,合金的电化学循环稳定性得到显著增强,且合金的电化学贮氢容量进一步提高,TiF3的加入使电化学容量有很大提高.电位阶跃法计算出合金的氢扩散系...     

Effect of hydrogen addition on formation of hydrogen and carbon from methane decomposition over Ni/Al2O3

The effects of hydrogen addition on the formation of hydrogen and carbon from methane decomposition over Ni/Al₂O₃ were studied. The results show that the added hydrogen in methane greatly affects the methane conversion, hydrogen output rate, and the properties of the carbon deposits on the surface of the Ni/Al₂O₃. The methane conversion and hydrogen output rate are significantly improved by the addition of hydrogen. As the flowrate of hydrogen increases from 0 to 25 mL/min, the initial activity of Ni/Al₂O₃ decreases sharply, while the stability increases first and then decreases due to the suppression of hydrogen to CH₄ decomposition in the thermodynamics equilibrium. When the addition flowrate of the hydrogen is 15 mL/min, that is, 37.5% of the methane flowrate, a much higher methane conversion and the best stability of Ni/Al₂O₃ are obtained. The addition of a specific amount of hydrogen benefits the methane decomposition; however, the excessive hydrogen will suppress the decomposition. Most of the carbon that deposits on the surface of Ni/Al₂O₃ is filamentous carbon when hydrogen is added to the methane, however, encapsulated carbon is mainly produced when no hydrogen is added. In addition, the formation of encapsulated carbon, which deactivates the catalyst, is inhibited by the added hydrogen.     

化学镀镍对LaMgNi3.7Co0.3储氢合金电化学性能的影响

在LaMgNi3.7Co0.3储氢合金粉末表面进行化学镀镍处理。镀覆镍的合金粉末与镍粉混合后涂于泡沫镍上制成电极。当镀液中Ni2+为40 g/L、温度为50°C、镀液pH为8.0、反应时间为30 min时,合金电极在6 mol/L KOH电解液中的最大放电容量和循环稳定性都有显著提高,合金电极的交换电流密度增大,极化电阻降低,其动力学性能增强。     

化学镀铜对LaMgNi3.7Co0.3储氢合金电化学性能的影响

在LaMgNi<,3.7>Co<,0.3>储氢合金粉末表面进行化学镀铜处理.覆铜后的合金粉末与镍粉混合后涂于泡沫镍上制成电极.当镀液中Cu<'2+>为1.2g/L,温度为30°C,pH为3.0,反应时间为2min时,合金电极在6 mol/L KOH电解液中的最大放电容量和循环稳定性能都有显著提高,合金电极的交换电流密度...     

耦合相变储热的金属氢化物反应器吸氢过程模拟

基于金属氢化物储氢反应,建立了相变材料蓄热的固体储氢反应器模型,模拟研究了吸氢压力等操作参数及相变材料的相变温度、固(液)态导热系数、相变潜热等物性参数对固体储氢反应器工作过程的影响. 结果表明,相变材料的固态导热系数和相变潜热对固体储氢反应器性能的影响较小,相变温度和液态导热系数对反应器性能影响较大. 相变温度越低,液态导热系数越大,储氢反应器性能越好. 在使用最优的相变材料储能时,提高充入氢气的压力可加快反应速率,强化相变材料的传热,有助于进一步优化反应器的储氢性能.     

新能源汽车电池用无镁储氢合金的制备与性能研究

采用真空电弧熔炼和925 ℃/12 h退火的方法制备了Y_1-xLa_xNi_3.25Al_0.15Mn_0.15储氢合金（x=0~1）,研究了x值对储氢合金物相组成和电化学性能的影响。结果表明,x=0和0.15的储氢合金主要由LaNi₅和Ce₂Ni₇相组成,x=0.25、0.33和0.5储氢合金主要由Ce₅Co₁₉和Ce₂Ni₇相组成,x=0.75和1储氢合金主要由PuNi₃、LaNi₅和Ce₂Ni₇相组成;相同充放电循环周次下,x=0.15~1储氢合金的放电容量和抗氢致非晶化能力都高于x=0储氢合金,且随着x从0增加至1,储氢合金的最大放电容量（C_max）、容量保持率（S₁₀₀）、氢扩散系数（D₀）和高倍率放电性（HRD₉₀₀）都呈现先增加后减小趋势,在x=0.33时取得C_max、S₁₀₀、D₀和HRD₉₀₀最大值。Y_1-xLa_xNi_3.25Al_0.15Mn_0.15储氢合金的循环稳定性与合金电极的耐腐蚀性密切相关,高倍率放电性能取决于储氢合金的氢扩散速率。     

The improved electrochemical properties of novel La-Mg-Ni-based hydrogen storage composites

In the present study, a novel alloy composite has been synthesized by ball milling nonstoichiometric AB₃-type La_0.7Mg_0.3Ni_3.5 alloy with Ti_0.17Zr_0.08V_0.35Cr_0.1Ni_0.3 alloy in order to improve the cyclic stability and other electrochemical properties of La_0.7Mg_0.3Ni_3.5 alloy electrode. The phase structure, morphology and electrochemical performances of the composite have been investigated systematically. From X-ray diffraction (XRD) patterns, it can be found that the La_0.7Mg_0.3Ni_3.5 and Ti_0.17Zr_0.08V_0.35Cr_0.1Ni_0.3 alloys still retain their respective phase structures in the composite. Electrochemical studies show that the cyclic stability of the composite electrode is noticeably improved after 100 charge-discharge cycles in comparison with single La_0.7Mg_0.3Ni_3.5 alloy electrode due to enhanced anti-corrosion performance in the alkaline electrolyte. The discharge capacity retention rate C₁₀₀/C_max of composite electrode is 62.3%, which is much higher than that of the La_0.7Mg_0.3Ni_3.5 alloy electrode, although the maximum discharge capacity of the former decreases moderately. Both electrochemical impedance spectra (EIS) and linear polarization (LP) studies indicate that the electrochemical kinetics of the composite electrode is also improved. The charge-transfer resistance (R_ct), the polarization resistance (R_p) and the exchange current density (I₀) of the composite electrode are 160.2 mΩ, 129.5 mΩ and 201.6 mA/g, respectively, which are superior to those of the La_0.7Mg_0.3Ni_3.5 alloy electrode.     

一步电沉积法制备硫化镍/泡沫镍材料及其赝电容性能研究

通过一步电化学沉积法在泡沫镍(Ni foam,NF)集流体上制备了3D硫化镍(Ni₃S₂)材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)等对所制备材料的物化结构和形貌进行了表征,并采用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)研究了其作为超级电容器电极的电化学性能。测试结果表明,制备的Ni₃S₂/NF-10材料具有相互连接的3D结构,表现出优异的赝电容性能。在1 A/g电流密度下,比电容高达2850 F/g。将电流密度提高到10 A/g,该材料比电容仍能达到1972 F/g,说明其具有优异的倍率性能。测试结果表明所制备的Ni₃S₂材料有望应用于电化学储能领域。