贮氢合金的开发与应用

介绍了金属氢化反应及贮氢合金设计的基本原理，对贮氢合金的基本类型、应用状况及发展趋势进行了较全面的评述。目前已开发研究的贮氢合金品种类型虽然众多，但成熟的主要还是AB5型稀土合金。钒基固溶体合金因贮氢容量大，镁基合金固重量轻、价格低等优点在贮氢合金的开发中具有很大的潜力。贮氢合金应用领域广阔，但在很多领域的应用仍然处于试验开发阶段，只是在镍—氢化物二次电池中获得了产业化，因此贮氢合金的应用及其相关技术还有待进一步开发研究。     

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。     

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．     

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。     

二元系过渡金属贮氢合金材料的形成规律

利用模式识别的偏最小二乘法对过渡金属二元合金氢化物的形成和贮氢性能进行分析，结果表明：利用化学健参数－模式识别方法可以建立过渡金属二元合金贮氢材料形成的数学模型，是贮氢材料设计的一种用方法。     

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。     

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     

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。     

纳米晶与非晶Mm(NiCoMnAl)_5结构及氢扩散系数研究

通过循环伏安法测定了纳米晶态与非晶态Mm(NiCoMnAl),贮氢合金电极中的氢扩散系数,并利用XRD、TEM和SAED对贮氢合金进行了结构表征.结果表明:纳米晶合金比非晶合金具有更高的结晶度和细小的晶粒尺寸,大量的晶界为氢原子提供了良好的扩散通道,有利于氢在合金中的扩散,提高了合金电极中氢的扩散系数.     

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。     

储氢研究进展概况

氢能将是21世纪重要的二次能源。概要介绍几种不同的储氢方法(压缩存储、液氢存储、金属氢化物、配位氢化物等)及储氢的现状,指出了差距和存在的问题。     

Influence of heat exchanger structure on hydrogen absorption-desorption performance of hydrogen storage vessel

The influence of heat exchanger structure on hydrogen absorption-desorption performance of hydrogen storage vessel was studied, in which the AB₅ (La_0.25Ce_0.75Ni_4.4Al_0.1Mn_0.1Co_0.4) hydrogen storage alloy was used as a typical representative. In order to obtain the data on reaction enthalpy, the PCT curve of the alloy was measured with three different temperatures, and the linear fitting was carried out according to the Van't Hoff relation curve. The SMCR (Spiral-mini-channel Reactor) reactor structure was adopted. The heat transfer method and its simplified model were studied by finite element method to explore the effect of size of heat transfer structure, particularly for heat pipe diameter, on the hydrogen absorption-desorption performance of hydrogen storage alloy in the vessel.     

Enhanced hydrogen storage properties of NaBH4–Mg(BH4)2 composites by NdF3 addition

As two important members of complex hydrides,Mg(BH₄)₂ and Na BH₄ have a high gravimetric capacity (14.9 and10.8 wt%,respectively).In this study,the Mg(BH₄)₂ was synthesized by the ion exchange method.Afterwards,the Mg(BH₄)₂ and Na BH₄ composites with different amounts (30,40 and 50 wt%) of NdF₃ were prepared by mechanical milling.Effects of the Nd F₃ on the microstructural evolution and ...     

La0.7Zr0.1Mg0.2Ni3.4-xCoxFe0.1合金的制备与电化学性能研究

在氩气保护下采用电磁感应熔炼制备La0.7Zr0.1Mg0.2Ni3.4-xCoxFe0.1（x=0.15,0.25,0.35,0.45）合金,研究合金的相结构,以及Co元素部分取代Ni元素对合金的气态储氢性能和电化学性能的影响。结果表明,合金主要由LaNi5、LaNi2以及La2MgNi9相组成。合金电极的最大放电容量分别为346.7mAh/g（x=0.15）、320.3mAh/g（x=0.25）、363.0mAh/g（x=0.35）和313.3mAh/g（x=0.45）,经过65个充放电循环后,合金电极的容量保持率从63.0%（x=0.15）增加到80.2%（x=0.35）,然后再下降到75.0%（x=0.45）。La0.7Zr0.1Mg0.2Ni3.15Co0.25Fe0.1合金具有较高的高倍率放电性能（HRD1200%=67.3）和较大的极限电流密度（IL=386.8 mA/g）,显示出其良好的电化学动力学性能。     

金属中缺陷对电化学渗氢的影响

金属中缺陷用缺陷密度G_i、陷阱能量E_i和频率因子V_i表示,氢扩散系数同这些参数的关系由简单的位能曲线模型导出.缺陷对电化学渗氢暂态的影响通过数值方法进行分析.结果表明,缺陷的存在会延迟渗氢暂态电流的出现,减小渗氢电流的变化速度.这些结论可用于解释若干异常的渗氢实验现象.文中还讨论了氢扩散系数的Arrhenius关系.     

Raman OH stretching vibration of ice Ⅰh

From our recent research on ice Ⅰ_h (hexagonal ice), we deduce that free OH groups exist at the ice surface and that dangling OH influ-ences the interior of the proton-disordered ice. Additionally, exploiting recent research by others on water molecular clusters, we propose a new interpretation for the Raman OH stretching vibration of ice Ⅰ_h. We deconvolute the Raman OH stretching vibration of ice Ⅰ_h into four sub-bands, with each sub-band being ascribed to OH vibrations engaged in different types of hydrogen bonding.     

Hydrogen——A sustainable energy carrier

Hydrogen may play a key role in a future sustainable energy system as a carrier of renewable energy to replace hydrocarbons. This review describes the fundamental physical and chemical properties of hydrogen and basic theories of hydrogen sorption reactions, followed by the emphasis on state-of-the-art of the hydrogen storage properties of selected interstitial metallic hydrides and magnesium hydride, especially for stationary energy storage related utilizations. Finally, new perspectives for utilization of metal hydrides in other applications will be reviewed.     

Nanomaterials for renewable hydrogen production, storage and utilization

An ever growing demand for energy coupled with increasing pollution is forcing us to seek environmentally clean alternative energy resources to substitute fossil fuels. The rapid development of nanomaterials has opened up new avenues for the conversion and utilization of renewable energy. This article reviews nanostructured materials designed for selected applications in renewable energy conversion and utilization. The review is based on the authors’ research, with particular focus on solar hydrogen production, hydrogen storage and hydrogen utilization. The topics include photoelectrochemical (PEC) water splitting and photocatalytic hydrogen production, solid-state hydrogen storage, and proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). It is expected that the rational design of nanomaterials could play an important role in achieving a renewable energy based economy in the coming decades.     

混氢天然气物性规律及管道水合物生成模拟分析

氢能是一种绿色低碳的二次能源,在天然气管道中掺入氢气进行大规模运输是当前研究的热门领域。但氢气与天然气混合后因其物性参数的改变,使管道产生堵塞、氢脆、泄漏、聚积、燃烧和爆炸等问题。基于此,利用Aspen HYSYS软件,选取代表性数据,运用理论研究、数据模拟和数据分析等方法,针对不同混氢比下天然气与氢气混合后的物性变化规律和管道水合物生成情况进行模拟分析。结果表明：随着混氢比增大,混合气体温度先降低再升高,在混氢比为36%时达到最低温度;混合后气体质量密度和比热容比与混氢比呈负相关;质量焓、质量熵、质量基准热值、Z因子、热导率、运动黏度均与混氢比成正相关;随着混氢比增大,水合物生成温度降低,压力升高。可见在天然气管道中适当混入少量氢气可抑制水合物的生成;混氢天然气物性参数变化规律为探究适合不同条件下的最优混氢比、保证管道输送及使用的安全性提供了数据基础。