贮氢合金的开发与研究进展

贮氢合金是近年来开发的一类新型高性能材料。本文介绍了贮氢合金的开发和研究的最新进展,论述了它在氢的提纯、热泵、空调、压缩机和镍—氢化物电池等高技术领域中的应用前景。     

Mg-Ni-RE贮氢合金的研究进展

综述了近几年来国内镁基稀土贮氢材料的研究进展，介绍添加不同稀土和采用不同的工艺条件对Mg—Ni合金的贮氢量、吸放氢速度等贮氢性能的影响，总结了当前Mg—Ni—RE(RE＝La，Y，Ce，Pr，Nd)贮氢合金的研究现状和需要解决的主要问题，并提出了今后应用研究的方向．     

混合稀土中锌,铁,镁杂质对贮氢电极性能的影响

研究了混合稀土中常见杂质锌，铁，镁对贮氢电极材料的贮氢性能，电化学性能等的影响。结果表明：它们的存在使合金的吸氢平台压力及吸氢量有所改变，同时电极的大电流放电特性也发生变化，但对其放电容量影响不大。     

ZrCr0.6Fe1.2M0.2贮氢性能的研究

ＺｒＣｒ０．６Ｆｅ１．４是一种性能优良的贮氢条件,以其为母合金,通过对不同取代Ｍ制备的ＺｒＣｒ０．６Ｆｅ１．４贮氢合金氢平台压力,平台斜率及其贮氢过程热力学的研究,比较了不同取代元素对母合金贮氢性能的影响。     

贮氢合金中缺陷的研究

用正电子湮没技术（PAT）对贮氢合金MLNi3.8Co0.5Mn0.4Al0.3及其掺Li合金进行了研究。结果表明，掺杂Li合金的空位缺陷增多，并导致贮氢性能改善，这对镍－氢电池有重要意义。     

贮氢合金还原处理及贮氢电极成型工艺研究

研究贮氢合金表面还原处理对电极性能的影响，以及用泡沫镍作基底制备贮氢电极的成型工艺。经还原处理后，贮氢电极放电容量显著提高。     

贮氢合金的晶体结构与性能研究

研究了不同种类的贮氢合金的晶体结构与贮氢性能之间的相互关系，发现具有产用价值的贮氢合金必须满足一定的结构要求，其贮氢性能与金属原子的半径比，电子层结构以及它们与氢的亲合力有密切关系。     

阴极电弧法制备Ti-Ni合金贮氢薄膜及其性能研究

采用阴极电弧离子镀膜工艺制备 Ti-Ni合金薄膜贮氢材料 ,用电化学方法研究这种材料的电化学贮氢性能 ,采用 XRD方法研究贮氢薄膜在充放氢前后的结构变化 ,分析不同成分、基体对于薄膜试样贮氢性能的影响及其原因 .分析表明 ,贮氢薄膜为纳米晶结构 ,Ti6 1 Ni39晶粒线性尺寸小于 5 nm,电化学容量可达 2 0 0 m A .h/g以上 ,试样在电化学循环后发现贮氢过程形成了稳定的氢化物     

氢化物电极失效原因探讨

采用Ｘ射线光电子能谱、扫描电镜、透射电镜及ＢＥＴ法测定比表面积，观察了两种不同组分贮氢合金电极（ＬａＭｍＮｉＣｏＭｎ和ＭｍＮｉＣｏＭｎＡｌ）在充放电过程中组成合金的元素、形貌及比表面积的变化，提出了贮氢合金电极失效原因及其历程。     

贮氢合金及其在交通运输上的应用

在简要介绍有关贮氢合金及镍－氢化物电池概念的基础上,重点结合贮氢材料在交通运输领域的应用情况和相关贮氢材料和研究,讨论了镍－金属氢化物二次电池作为静态电源和船舶动力电源、船用柴油机掺氢燃烧减少排放污染、潜艇氢化物薄膜吸氢剂与氢传感器、燃料电池动力电源等。提出了加强氢能技术的研究,促进贮氢材料在交通运输、尤其是航运与船舶动力装置中应用的一些看法。     

镁基固态储氢材料研究进展

 镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点,被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。利用镁基储氢材料供氢主要有热分解放氢和水解产氢2种途径。MgH₂的热分解放氢焓值高（75 kJ/mol H₂）,造成其放氢温度较高、动力学差; MgH₂的水解过程中,由于常温水解产物Mg（OH）₂逐渐包裹在MgH₂表面,阻隔了MgH₂与水的接触,从而导致水解产氢效率较低。近年来,大量研究工作聚焦于改善MgH₂的热解/水解供氢性能及实际应用,已经取得了大量成果。针对目前国内外镁基固态储氢材料的研发,总结了材料/结构改性、反应条件对镁基储氢材料的热解/水解性能的影响,重点阐述了固态镁基储氢材料组成成分-微观结构-储放氢性能之间的关系,并对镁基储氢系统及实际应用场景进行了归纳。未来通过镁基固态储运氢技术的发展,将实现氢气的高安全、高效及大规模储运,助力中国氢能产业的发展。     

低温球磨制备Mg-4%Ni-1%NiO储氢材料及其性能

采用低温球磨技术制备了Mg-4%Ni-1%NiO储氢材料,主要研究低温球磨时间对材料形貌结构以及储氢性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析材料的形貌和相组成,采用压力-组成-温度(P-C-T)设备研究材料的储氢性能.结果表明:分别经过2、4和7 h球磨后,材料的相组成没有发生明显改变,只有极少量的Mg2Ni合金相生成.随着球磨时间的延长,材料的平均粒度逐渐下降,作为催化剂的Ni、NiO相逐渐揉进基体内部.伴随着上述变化,材料的活化性能、吸氢性能逐渐提高,球磨到7 h后材料仅需活化1次即可达到最大吸放氢速率,初始吸氢温度降为60℃,在4.0 MPa初始氢压和200℃下吸氢量为6.4%(质量分数),60s即可完成饱和吸氢量的80%,10min内完成饱和吸氢量的90%;材料的放氢性能则在球磨4 h后已经基本保持不变,0.1MPa下初始放氢温度为310℃,在350℃、0.1MPa下材料可在500s内释放饱和储氢量的80%.     

高能球磨制备MgxTi100-x合金的微观组织及储氢性能

应用振动高能球磨机械合金化方法制备MgxTi100-x(x=35,50,65,80)系列合金,采用XRD、SEM、TEM以及吸放氢测试等手段分析研究Mg含量与球磨时间对MgxTi100-x球磨产物微观组织演化规律、相结构和吸氢行为的影响.结果表明:在相同球磨时间(20 h)下,球磨合金MgxTi100-x微观组织的相组...     

La0.7Mg0.3-xCaxNi2.5Co0.5(x=0～0.15)储氢合金的放电容量衰退机理研究

采用感应熔炼结合粉末烧结两步法制备了La_(0.7)Mg_(0.3-x)Ca_xNi_(2.5)Co_(0.5)(x=0～0.15)储氢合金,并对合金的放电容量衰退机理进行了研究.研究结果显示随着Ca含量的增加,合金的相结构没有发生明显变化,只是晶胞参数逐渐增大,即Ca主要替代了超晶格结构AB2结构单元中的Mg,但在AB5结构单元中少量的Ca恰恰对合金的放电容量产生了重要的影响.Ca在AB2和AB5两种结构单元中的存在会降低储氢过程中晶胞内部的膨胀应力,Ca的溶解能够抑制Mg的腐蚀,生成微溶于水的腐蚀产物,并提高了合金表面具有催化活性的Ni含量,改善了合金的循环寿命.较高的Ca含量会严重破坏合金的相结构,生成过量的腐蚀产物因不能完全溶于水而在合金表面形成包覆层,阻碍了电极反应,造成合金循环过程中放电容量的急剧下降.     

镁基储氢材料的研究进展

从镁基储氢材料体系入手,综述了该体系的研究情况及近期进展．对镁基储氢材料进行了合理的分类,将其分为单质镁储氢材料、镁基储氢合金和镁基储氢复合材料．并结合各类镁基储氢材料的国内外研究状况,指出要改善镁基储氢材料的储氢性能,必须走多元合金化的路线并在学习有关理论的基础上,采用优化合金成分与新的合成方法来进一步提高材料的储氢性能．     

液氢加氢站及其关键装备的发展现状及展望

为了更好地了解液氢加氢站系统和各个关键装备的发展现状，助力我国氢能基础设施的建设，首先给出了液氢加氢站不同发展时期的工艺流程，对氢尤其是液氢的压缩、气化、储存、运输、加注过程与加氢站风险研究分别进行了介绍，最后展望了未来我国液氢加氢站及其关键装备的发展，为液氢加氢站的规模化应用提供参考。     

贮氢合金MmNi_(4.5)Mn_(0.5)电化学行为的研究

含有混合稀土元素Mm的贮氢合金MmNi_(4.5) Mn_(0.5)属CaCu_5型晶体结构.其晶胞参数a_0=4.75?;C_O=3.87?;v=75.63?:氢在此合金上的表观交换电流密度为7.0×10~5A/cm~2;常温常压下,测得其阴极贮氢量为210 mA h/g.提出了运用"阶梯式充电法"对贮氢电极材料进行活化的方法,对保护电极不受损害有一定的效果;给出了MmNi_(4.5)Mn_(0.5)贮氢合金电极在NaOH溶液中的循环伏安图,并据此初步探讨了碱性溶液中该电极上吸收氢的氧化反应机理.     

平衡压力对碳纳米材料储氢的影响

燃料电池电动车需要高效、安全的储氢技术。采用体积法测定常温条件下氢气在自制的碳纳米材料 (碳纳米管和碳纳米纤维 )上的储存能力。研究发现 :在 2 5℃下 ,当平衡压力在 9～ 10 MPa之间时 ,氢气在碳纳米材料上有最大的吸附量 ,H与 C质量比为 3.1%。对此现象做了相应的解释 ,并对氢气在碳纳米材料中储存的原理作了初步的探讨。这将有助于进一步提高氢气在碳纳米材料中的储存能力 ,以利于最终实现碳纳米材料储氢技术在工程上的应用     

储氢材料富镧混合稀土镍锰α相吸氢动力学研究

本文讨论了储氢材料α相吸氢过程,在处理表面吸附解离反应时,以描述实际吸附解离反应的吸附等温式及对应的速率方程代替文献中普遍采用的、只适于理想吸附情况的Langmuir方程;所获得模型的计算值与实验数据比较符合。通过对富镧混合稀土镍锰MmNi4.5Mn0.5α相吸氢反应的实际处理,提出该反应的速率控制步骤随反应进程改变的反应机理。