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。     

粘结剂对V3 TiNi0.56Al0.2贮氢合金电化学性能的影响

自蔓延高温合成法制备了钒基固溶体贮氢合金V3TiNi0.56Al0.2,研究了不同的粘结剂对贮氢合金电化学性能的影响.结果表明:以PTFE为粘结剂的合金电极的最大放电容量比PVA溶液为粘结剂的合金电极的最大放电容量小得多;随着PVA溶液的增大贮氢合金电极的最大放电容量减小,但循环稳定性增强;以6%左右的PVA溶液作为粘结剂,贮氢合金可获得满意的充放电性能.     

热处理对贮氢电极合金La0. 7 Mg0. 3 Ni2. 45 Co0. 75 Mn0. 1 Al0. 2的微结构与电化学性能的影响

研究了热处理时间对贮氢电极合金La0. 7 Mg0. 3 Ni2. 45 Co0. 75 Mn0. 1 Al0. 2的微结构与电化学性能的影响。XRD分析结果表明，所有合金均由（La，Mg）Ni3与LaNi5两相构成，热处理并没有使该贮氢合金发生相变。电化学研究结果表明，随着热处理时间的延长，合金电极的最大放电容量与循环稳定性能均得到明显改善，而高倍率放电性能却逐渐恶化。     

Ti／Ni／La离子注入电极的贮氢性能研究

用离子注入的新方法制备了贮氢合金材料,将Ｎｉ和Ｌａ离子依次注入Ｔｉ基体中,形成Ｔｉ／Ｎｉ／Ｌａ离子注入电极。研究了Ｔｉ／Ｎｉ／Ｌａ电极的贮氢性能以及Ｌａ的注量对这些性能的影响。用俄歇电子能谱（ＡＥＳ）测定了各种元素在电极表面的摩尔分数随深度的分布。Ｔｉ／Ｎｉ／Ｌａ电极表现出良好的贮氢性能并且容易活化,其贮氢性能与注入Ｌａ的注量有关。     

热处理对贮氢电极合金La0.7Mg0.3Ni2.45Co0.75Mn0.1Al0.2的微结构与电化学性能的影响

研究了热处理时间对贮氢电极合金La0.7Mg0.3Ni2.45Co0.75Mn0.1Al0.2的微结构与电化学性能的影响。XRD分析结果表明,所有合金均由(La,Mg)Ni3与LaNi5两相构成,热处理并没有使该贮氢合金发生相变。电化学研究结果表明,随着热处理时间的延长,合金电极的最大放电容量与循环稳定性能均得到明显改善,而高倍率放电性能却逐渐恶化。     

掺杂金属氧化物贮氢电极的电化学性能

研究了掺杂金属氧化物Fe3O4和Cr2O3贮氢电极MmNi3.5Mn0.4Co0.7Al 0.4(Mm: 混合稀土)的电化学性能.结果表明,Fe3O4和Cr2O3的掺杂均使贮氢电极的放电容量增大和充电效率提高,且活化性能得到改善,活化次数减少到3～5次.Cr2O3的掺杂可使贮氢电极的放电过电位减少3.0 mV、快速放电能力(放电电流密度为500 mA*g-1)提高8.1%,同时改善了电极的循环稳定性;在同样条件下,Fe3O4的掺杂使电极过电位增大50.2 mV、快速放电能力降低11.6%,并导致电极的电荷保持能力下降.从MmNi3.5Mn0.4Co0.7Al 0.4电极的综合性能考虑,Cr2O3的掺杂对改善贮氢电极的电化学性能是有利的.     

充放电制度对贮氢合金电极性能的影响

研究了不同充放电制度对贮氢合金电极性能的影响.结果表明:小电流活化有利于提高电池的容量、循环寿命和放电性能的稳定性.     

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．     

MLNi4Cr和MLNi4Si贮氢电极的性能

利用交流阻抗、循环伏安及扫描电镜（ＳＥＭ）观察等方法，测定了ＭＬＮｉ４Ｃｒ和ＭＬＮｉ４Ｓｉ（ＭＬ：富镧混合稀土金属）贮氢电极的性能，并对两电极性能差别的原因进行了分析和讨论。结果表明，ＭＬＮｉ４Ｃｒ电极比ＭＬＮｉ４Ｓｉ电极易活化、放电容量大、过电位小以及快速放电能力强；而ＭＬＮｉ４Ｓｉ电极具有较好的循环充放电特性。     

混合电解液中贮氢电极性能的研究

测定了 MlNi_(3.5)MnCo_(0.4)Al_(0.1)(Mi:富镧混合稀土金属)贮氢电极在 KOH+NaOH 混合电解液中的性能。结果表明,在 KOH 电解液中掺入少量的 NaOH,能提高电极的充放电效率、降低放电过电位,但使电极的循环充放性能有所下降;同时 NaOH 含量不同对电极的快速放电能力以及电荷保持能力的影响也不同。     

碳纳米管的电化学储氢

用电化学方法使碳纳米管储氢,是把碳纳米管当作储氢负极,形成Ni MH电池·用碳纳米管与镍纳米粉做成负极试样,电解液采用KOH溶液·实验中,对Ni MH电池充放电的50个循环进行测试,通过测量电池的充放电容量和能量,来测量碳纳米管的储氢性能·测试过程由Arbin公司的BF 2043系列电池测试系统控制·实验表明,相对每克碳纳米管,当充电电流为120mA时,电池容量可达126 368mA·h·g-1,而且电池放电非常平稳,放电平台利用率高达97%·可见,碳纳米管是一种很有前途的储氢材料·本研究对利用碳纳米管制做储氢电池提供了实验依据·     

Key technologies for polymer electrolyte membrane fuel cell systems fueled impure hydrogen

Hydrogen energy and polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells become concerned issues in recent years. Nevertheless, the construction of hydrogen refueling infrastructure and hydrogen storage and transportation constrains the commercial development of fuel cells. In this review, sources, production, storage, transportation, and purification methods of hydrogen are extensively reviewed and compared. The advantages of utilizing industrial by-product hydrogen and steam reforming gas in PEM fuel cell systems are analyzed. Using industrial wasted hydrogen can significantly reduce the cost of hydrogen. Also, it is indicated that the onboard hydrogen generation by steam methanol reforming can solve the difficulties of efficient storage and transportation of gaseous hydrogen, which means that methanol has great potential to be a convenient carrier of hydrogen. The effects of impurities contained in the reformate gas are generally introduced. After the methanol steam reforming and pretreatment purification processes, the reformate gas can be fed to PEM fuel cells. Thus, a fuel cell system integrated with onboard hydrogen production and impure hydrogen treatment subsystems is introduced, and key technologies therein for pretreatment purification and in-situ poisoning mitigation methods are reviewed. Finally, suggestions are proposed for further studies.     

添加Ni对Mg—AI储氢合金电化学性能的影响

为探究添加Ni对Mg～A1储氢合金电化学性能的影响机制,笔者采用机械合金化在氩气保护下经高能球磨制备了添加5％Ni的MgssAl42储氢合金,利用电化学方法研究了球磨时间和添加Ni对其放电容量及腐蚀电化学性能的影响。结果表明：目前研究的储氢合金放电容量与球磨时间有关,随球磨时间的延长先变大,球磨10h时放电容量最大为408．5mAh·g^-1,此时的放电时间为490min,随后逐渐减少;储氢合金出现二次钝化现象,但二次钝化区间较短,腐蚀速度与球磨时间有关,球磨1h时腐蚀速度最低,此时的腐蚀电流密度为1．28×10^-5A·cm^-2;交流阻抗谱由单容抗弧组成,极化电阻随球磨时间的延长先减小再增大而后减小。添加5％Ni后合金放电容量最大,但腐蚀速度有所加快。     

快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响

通过XRD、TEM、DTA分析和电化学实验 ,研究了快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响。研究表明 ,成分均匀性改善和单胞体积减小是影响快淬贮氢合金电化学性能的主要因素 ,其中 ,前者使充放电循环稳定性提高 ,后者使放电容量降低。在本研究中 ,快淬速度为 10m/s时 ,合金成分的均匀性已较铸态有明显改善 ,更高的快淬速度并不能使成分的均匀性进一步大幅度提高 ,反而使单胞体积减小 ,因此 ,快淬速度为 10m/s时 ,快淬合金的综合电化学性能最佳。     

纯Ti(BH_4)_3·5NH_3的制备及储氢性能

氨合硼氢化钛是一类放氢温度适宜的高容量储氢材料,但已报道的通过球磨法制备的氨合硼氢化钛通常含有质量分数42%以上的LiCl杂质,降低了体系总含氢量的同时也为氨合硼氢化钛本征放氢性能的表征带来了困难.因此,纯氨合硼氢化钛的制备和性能表征十分必要.本文以钛酸四异丙酯、乙硼烷、四氢呋喃和NH_3为初始原料,通过先制备前驱体Ti(BH_4)_3·2THF,然后再氨化的二步反应首次成功合成纯Ti(BH_4)_3·5NH_3,并对前驱体和氨合硼氢化钛的组成、结构和放氢性能进行系统地研究.结果表明,前驱体Ti(BH_4)_3·2THF属于斜方晶系,Pbcn空间群,且在室温下能稳定存在,是制备氨合硼氢化钛的良好前驱体;纯Ti(BH_4)_3·5NH_3具有良好的放氢性能,于75℃开始放氢,至200℃释放质量分数约10%的氢气.     

La0.7Mg0.3Ni3.4-x(Al0.3Co0.4)0.2+x(x=0~0.3)合金电极电化学性能研究

在氩气保护下,采用悬浮熔炼法制备La0.7Mg0.3Ni3.4（Al0.3Co0.7）x（x=0,0.2,0.4,0.6）储氢合金,用X射线衍射仪测试相组成,并用MDI Jade 5.0软件分析相组成和晶胞参数,用开口三电极法测试电极电化学性能。结果表明,合金相主要由LaNi5、LaMg2Ni9、La2Ni7和LaNi2.28相组成,随着合金中Al和Co含量的增加,合金放氢平台压下降,最大吸氢量为1.43%（x=0）,合金电极最大放电容量Cmax为381mA.h.g-1（x=0）,合金电极100个充放循环后的容量保持率S100从53.0%（x=0）增加到57.1%（x=0.3）,循环稳定性增强。当x=0.1时,合金电极的电化学动力学性能较好。     

Hydrogen storage and low-temperature electrochemical performances of A2B7 type La-Mg-Ni-Co-Al-Mo alloys

The effect of Mo-addition on hydrogen storage and low-temperature electrochemical performances of La-Mg-Ni-Co-Al alloys is investigated. The alloys were synthetized via vacuum induction melting followed by annealing treatment at 1123 K for 8 h. The major phases in the annealed alloys are consisted of (La, Mg)2Ni7, (La, Mg)5Ni19 and LaNi5 phases. Mo-addition facilitates phase transformation of LaNi5 into (La, Mg)2Ni7 and (La, Mg)5Ni19 phases. Hydrogen absorption/desorption PCI curves indicates that the hydrogen storage capacity of the alloy increases remarkably with the addition of Mo. Furthermore, the La0.75Mg0.25Ni3.05Co0.2Al0.05Mo0.2 alloy shows excellent hydriding/dehydriding kinetics with a higher capacity, requiring only 100 s to reach its saturated hydrogen capacity of 1.58 wt% at low temperature of 303 K, and releasing 1.57 wt% hydrogen within 400 s at 338 K. Electrochemical experiments manifest that the Mo-added alloy electrode has perfect activation properties and the maximum discharge capacity. The low-temperature dischargeability shows that the La0.75Mg0.25Ni3.05Co0.2Al0.05Mo0.2 alloy exhibits the excellent low-temperature discharge performance, and the maximum discharge capacity is improved from 231.0 to 334.6 mAh/g at 253 K. The HRD property of the alloy electrode is enhanced, suggesting that Mo enhances the kinetic ability at low-temperature.     

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     

La-Mg-Ni系A2B7型贮氢合金表面包覆铜及其电化学性能

以A2B7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni7为研究对象,研究未包覆和表面包覆Cu以及对包覆铜的贮氢合金进行再包覆Ni、Co处理的合金电极电化学性能.实验结果表明,表面包覆Cu和Cu-Ni后的贮氢合金电极循环稳定性有所提高,而包覆Cu-Co的合金电极稳定性较差,但电极容量有所提高.线性极化扫描和电化学阻抗图谱分析结果表明,包覆Cu、Cu-Co及Cu-Ni处理改善合金电极的交换电流密度I0,降低电化学阻抗,说明包覆处理改善合金表面的电催化活性,加快合金表面电荷的迁移速率,从而提高高倍率放电能力.