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．     

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。     

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。     

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。     

Al对MLNi3.85—xMn0.4Co0.75Alx合金贮氢特性的影响

采用富Ｌａ混合稀土金属（ＭＬ）对ＭＬＮｉｃ３．８５－ｘＭｎ０．４Ｃｏ０．７５Ａｌｘ（ｘ＝０．１～０．５）五元贮氢合金吸放氢性能进行了测试，并计算出其热力学参数，结果发现Ａｌ含量增加，贮氢量下降，添加Ａｌ分解压降低，有利贮氢。     

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     

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。     

Li掺杂硼氮纳米管与氢相互作用的密度泛函研究

采用密度泛函广义梯度近似（GGA）方法研究了碱金属锂原子掺杂硼氮纳米管（BNNT（8,0））与氢分子的相互作用．优化得到了稳定的几何结构,Li@BNNT复合结构可以吸附三个氢分子．通过分析态密度分布和结合能,说明这种结构可以作为一种储氢材料．为碱金属掺杂硼氮纳米管储氢性质的研究提供了基础．     

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。     

Li原子修饰一维六角硼烯链团簇的结构及储氢性能研究

采用密度泛函理论(DFT)方法研究Li原子修饰一维六角硼烯链团簇的结构及其储氢性能。结果表明,氢分子能在Li原子修饰一维六角硼烯链团簇表面吸附,每个Li原子周围可以有效吸附两个H2,几何结构和电子性质的稳定性及合适的吸氢条件表明Li原子修饰一维六角硼烯链团簇材料在常温常压条件下可以作为有效储氢媒介。     

笼型Li6Si5团簇的结构和储氢性能研究

利用密度泛函M06方法,在6-311+G(d, p)基组水平上对Si_5和Li修饰的Si_5团簇的几何结构和电子性质及储氢性能进行理论计算研究.结果表明, Si_5团簇最低能量构型为笼型结构,纯Si_5团簇不能有效吸附氢分子. Li原子的引入显著改善了Si_5团簇的储氢能力.以六个Li原子穴位修饰Si_5团簇为载体,每个Li原子周围可以有效吸附三个氢分子,其氢分子的平均吸附能为2.395 kcal/mol,储氢密度可达16.617 wt%.合适的吸附能和较高储氢密度表明Li修饰Si_5团簇有望成为理想的储氢材料.     

Li原子修饰缺陷蓝磷单层储氢性能的第一性原理研究

本文基于第一性原理计算,系统地研究了碱金属Li原子修饰缺陷蓝磷单层体系的储氢性能. 研究结果表明,双空位缺陷DV2的引入可以有效增强Li原子与蓝磷单层间的相互作用,能够有效阻止单层表面Li团簇的形成. 单个Li原子可以稳定吸附3个H2分子,H2分子平均吸附能为0.248 eV/H2. 电子结构分析表明,H2分子主要通过极化机制和轨道杂化作用吸附在Li修饰的缺陷蓝磷单层体系上. 此外,本文还研究了温度和压强对Li/DV2体系储氢性能的影响. 结果表明,在室温和低压条件下,H2分子可以稳定吸附在Li/DV2体系表面,从而实现室温条件下的可逆储氢.     

第一性原理研究锂修饰的类石墨烯碳氮纳米结构的储氢性能

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了锂修饰的类石墨烯碳氮纳米结构的储氢性能.结果表明该体系是一种理想的储氢材料,锂原子通过向衬底转移电荷而带正电,通过静电场的极化作用,每个锂原子可以吸附3个氢分子,其储氢的质量比可达11.5 wt%.氢分子的平均吸附能比较理想,可以实现在室温下可逆的储氢和放氢.     

Applying Study of Hydrogen Storage Alloy

Hydrogen is an important source of energy.The natural resouces of hydrogen is plenty and it gives us lots of heat, and it is dean. One of difficulties of developing hydrogen sources of energy is hydrogen storage. Hydrogen storage tank is either dangous or a little of capacity. Liquid hydrogen occupys small space. Liquefaction temperature of hydrogen is -253℃ and need better heat insulation protection, the volumn and weight of heat insulation layer are equal to hydrogen storage tank. Hydrogen storage utillizing hydrogen storage material is a very safety, economical and effective method. Hydrogen storage material is either a medium of sofid hydrogen storage or is negative pole active material of Ni-H battery,and is the one of key technoloy of fuel and Ni-H battery, it is an important material of new sources of energy too.Nanotechnology is introduced Mg-matrix hydrogen storage alloy and is achieved progress gteatly,but hydrogen storage alloy need be mode further improvment on applying investigation.     

Hydrogen storage performance of LaNi3.95Al0.75Co0.3 alloy with different preparation methods

Rare-earth AB₅-type La–Ni–Al hydrogen storage alloys are widely studied due to their extensive application potentials in hydrogen isotope storage, hydrogen isotope isolation and hydrogen compressors, etc. Good hydriding/dehydriding kinetics, easily activation, high reversibility are important factors for their practical application. However, their overall hydrogen storage performance, especially plateau pressure and hydrogen absorption/desorption durability need to be further optimized. In this study, the microstructures and the hydrogen storage properties of as-cast, annealed, and melt-spun LaNi_3.95Al_0.75Co_0.3 alloys were investigated. The experimental results of XRD and SEM showed that all alloys contained a pure CaCu₅ type hexagonal structure LaNi₄Al phase. The cell volume increased in an order of annealed ?> ?melt-spun ?> ?as-cast, resulting in a lower hydrogen absorption/desorption plateau pressure and a more stable hydride phase. The hydrogen storage capacity of three alloys was almost the same. The slope factor of the annealed and melt-spun alloys is smaller than the as-cast alloy, indicating that heat-treatment process can make the alloys more uniform. For the cycle stability of the alloys, the hydrogen absorption rate of the annealed alloy and melt-spun alloy was much faster than that of the as-cast alloy after 500 cycles. The melt-spun alloy showed high pulverization resistance during hydrogen absorption/desorption, and exhibited an excellent cycling retention of 99% after 500 cycles, suggesting that melt-spinning process can enhance the cycle stability and improve the cycle life of the alloy.     

铝掺杂富勒烯储氢研究:氢分子形成双层结构

利用密度泛函理论对铝(Al)掺杂富勒烯(C_(60))体系的储氢性能进行研究.计算结果显示单个Al原子吸附的最佳位置是在C_(60)表面碳五元环的中心位置,并形成稳定的Al-C_(60)团簇结构.当多个Al原子掺杂C_(60)时,12个Al原子吸附在C_(60)的碳五元环正上方具有最低的吸附能,并形成稳定的Al12-C_(60)团簇结构.当氢气与Al掺杂C_(60)的团簇相互作用时,C_(60)上碳原子的吸附使得氢气吸附在Al原子的侧位比吸附在Al原子的顶位更稳定.当多个氢气分子吸附时,102个氢分子形成稳定的双层结构并吸附在Al12-C_(60)上,体系的储氢质量分数能达到16.44%,其中第一层氢分子主要同两个临近的Al原子以及C_(60)相互作用,第二层氢气分子同近邻的Al原子和第一层氢气分子相互作用.     

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.