储氢性能

摘要： 采用高能球磨制备Ni−25%X(X=Fe,Co,Cu,摩尔分数)固溶体,然后将其掺杂于MgH_(2)体系中。与球磨纯MgH_(2)相比,MgH_(2)/Ni−25%X复合体系初始放氢温度降低近90°C,其中,Ni−25%Co固溶体呈最佳催化效果。球磨MgH_(2)/Ni−25%Co复合体系在300°C、10 min内可释放5.19%(质量分数)氢,而相同条件下,纯MgH_(2)仅释放1.78%(质量分数)氢;更为重要的是,放氢后MgH_(2)/Ni−25%Co复合体系在275°C、3 min内可吸收5.39%(质量分数)氢。MgH_(2)/Ni−25%Co体系优异的吸放氢动力学可归因于其在吸/放氢过程中原位形成Mg_(2)Ni(Co)化合物的催化作用。第一性原理计算表明,掺杂过渡金属原子后,Mg/MgH2体系吸放氢反应能垒显著降低,较好地解释了镍基固溶体催化改善MgH_(2)储氢性能的实验结果。

摘要： 采用机械球磨法制备了Mg_(2)Ni-x%LaMg_(2)Ni复合材料(质量分数x=0、10、20和30),研究了LaMg_(2)Ni含量对Mg_(2)Ni基复合材料物相组成、显微形貌和储氢性能的影响。结果表明,未添加LaMg_(2)Ni的Mg_(2)Ni合金在充分氢化后主要由Mg_(2)NiH_(4)和Mg_(2)NiH_(0.3)组成,而添加LaMg_(2)Ni的Mg_(2)Ni基复合材料主要由Mg_(2)NiH_(4)和LaH_(3)组成;充分放氢后,Mg_(2)NiH_(4)和Mg_(2)NiH_(0.3)转变为Mg_(2)Ni,而LaH_(3)相仍然存在。添加LaMg_(2)Ni的Mg_(2)Ni基复合材料中都弥散分布着白亮色LaH_(3)颗粒,x=20时白亮色细小颗粒分布最为均匀,且随着LaMg_(2)Ni含量增加,Mg_(2)Ni基复合材料基体中镧元素含量逐渐增多。不同LaMg_(2)Ni含量的Mg_(2)Ni基复合材料的最大吸氢容量从大至小顺序为:x=0、x=10、x=20、x=30,最大放氢容量从大至小顺序为:x=20、x=10、x=30、x=0,即添加LaMg_(2)Ni后Mg_(2)Ni基复合材料的储氢性能得到改善,且x=20时Mg_(2)Ni基复合材料具有最高的储氢容量,这主要与Mg_(2)Ni基复合材料中含有弥散分布的LaH_(3)相以及La元素扩散至基体有助于氢的吸附/脱附有关。

摘要： 采用氢渗透试验对钢板的储氢性能进行表征,研究了不同拉伸变形量下330 MPa级热轧搪瓷钢的显微组织和储氢性能;并对不同变形量的拉伸试样进行搪烧,研究了搪烧前后钢的储氢性能变化。结果表明:试验钢显微组织为铁素体和少量珠光体,晶粒细小、均匀,基体中弥散分布着第二相粒子TiN,具有良好的储氢性能。随着拉伸变形量的增加,试验钢的储氢性能大幅度提升。试验钢搪烧后晶粒长大不明显,且随着拉伸变形量的增加,晶粒出现了一定程度的细化;搪烧后的储氢性能与变形量有关,变形量越大,钢的储氢性能越好。

摘要： 通过球磨添加LaF_(3)促进Mg(Al)固溶体合金的吸/放氢过程。利用XRD技术分析样品的相组成和吸/放氢过程的相转变。采用扫描电镜(SEM)和扫描透射电镜(STEM)观察样品的显微组织和相分布。采用Sieverts方法对样品的储氢性能进行测试。Mg_(0.93)Al_(0.07)−5%LaF_(3)(质量分数)纳米复合物的吸氢反应激活能和脱氢反应激活能分别降低至65和78 kJ/mol,从而使其吸/放氢动力学性能得到显著提高,其脱氢反应焓为69.7 kJ/mol。复合物储氢性能的改善主要归因于铝固溶到镁晶格中以及原位生成纳米结构Al_(11)La_(3)和MgF_(2)的催化作用。

摘要： MgH_(2)具有7.6 wt%的质量储氢密度,丰富的储量以及低廉的价格,是极具应用前景的储氢材料之一。然而,稳定的热力学性质和缓慢的吸放氢反应动力学导致其吸放氢温度偏高,限制了其实际应用。论文研究了非晶TiH_(2)和纳米Ni负载于石墨烯的Ti-Ni@GR催化剂对MgH_(2)的吸放氢性能的改性及其作用机理。结果表明,MgH_(2)-9 wt%Ti-Ni@GR样品在185°C下即开始放氢,较原始MgH_(2)降低约115°C,且放氢产物在室温下就可以进行氢化反应。引入Ti-Ni@GR也显著改善了MgH_(2)的吸放氢动力学性能,在275°C下,15 min内放氢量达6.2 wt%。在100°C下,5 min就能快速吸氢4.8 wt%。经过10次循环后,样品的储氢容量保持率高达97%。机理研究发现,Ti和Ni的活性催化作用及其均匀分散是体系吸放氢性能改善的主要原因。

摘要： 采用密度泛函理论(DFT)方法,研究平面星形CBe_(5)Li^(+)_(5)超碱离子团簇的结构及其储氢性能.结果表明,平面星形D 5h结构的CBe_(5)Li^(+)_(5)超碱离子团簇具有较高的热力学稳定性,氢分子能在Li+周围发生吸附,且每个Li+周围能有效吸附三个氢分子.结构的稳定性及合适的吸氢性能表明平面星形CBe_(5)Li^(+)_(5)超碱离子团簇在常温常压条件下可能作为较好的储氢媒介.

摘要： 为了提升汽车电池用Mg_(2)Ni基储氢合金的储氢性能,采用机械球磨法制备LaH_(3)-TiH_(2)复合添加剂,并考察添加LaH_(3)、TiH_(2)和LaH_(3)-TiH_(2)对Mg_(2)Ni合金物相组成、微观形貌和储氢性能的影响。添加LaH_(3)-TiH_(2)时,储氢合金充分放氢后,LaH_(3)相分解形成LaH_(2)相,而仅添加LaH_(3)时,不会形成LaH_(2)相;复合添加LaH_(3)-TiH_(2)可改善LaH_(3)在储氢合金中的分布状态,且储氢合金的吸氢量和放氢量都有不同程度提高;相较纯Mg_(2)Ni合金,Mg_(2)Ni+10%M(M=LaH_(3)、TiH_(2)和LaH_(3)-TiH_(2))储氢合金的焓变ΔH和熵变ΔS都有不同程度的降低、氢扩散速率k有不同程度的提高,且M=LaH_(3)-TiH_(2)时,储氢合金的ΔH和ΔS最小、k最大,说明复合添加LaH_(3)-TiH_(2)对储氢合金储氢性能的改善效果最好。

摘要： 以稀土化合物REMg_(2)Ni(RE=La、Pr和Nd)作为添加剂,采用机械球磨的方法制备了Mg_(2)Ni和Mg_(2)Ni-18%(质量分数,下同)REMg_(2)Ni储氢合金,研究了添加剂对Mg_(2)Ni-18%REMg_(2)Ni储氢合金物相组成、显微形貌和储氢性能的影响,并与纯Mg_(2)Ni进行了对比分析。结果表明,充分氢化后RE=La、Pr和Nd时储氢合金的物相主要由稀土氢化物和Mg_(2)NiH_(4)组成,充分放氢后RE=La、Pr和Nd时储氢合金的物相主要由稀土氢化物和Mg_(2)Ni组成,且Mg_(2)NiH_(4)相和Mg_(2)Ni相的晶胞体积都相对纯Mg_(2)Ni较小。稀土化合物添加剂有助于提升放氢速率和氢扩散性能,且RE=Pr时储氢合金的放氢速率最快、最大放氢量高、氢扩散性能改善效果最好,这主要与储氢合金中PrH_(2.37)相最为细小、均匀,Mg_(2)NiH_(4)相晶胞体积小有关。

摘要： 采用高能振动球磨法,制备了Mg_(35)Ti_(65)合金,并添加(10%La_(0.4)Ce_(0.1)Pr_(0.3)Nd_(0.2)Ni_4Co_(0.5)Mn_(0.3)Al_(0.2))作为改性剂,制备了储氢合金Mg_(35)Ti_(65)/(10%La_(0.4)Ce_(0.1)Pr_(0.3)Nd_(0.2)Ni_4Co_(0.5)Mn_(0.3)Al_(0.2)),研究了改性剂的添加及球磨时间对合金显微组织、吸放氢性能的影响规律。结果表明:球磨Mg_(35)Ti_(65)时间为20h时,能获得单一的BCC固溶体相,加入质量分数为10%的改性剂球磨0.5h时能明显地改善其储氢性能,8MPa,573K下100s内吸氢质量能达到3%,随着球磨时间的增加,其相结构发生改变,吸氢量及动力学性能逐渐变差。

摘要： 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,晶体结构较为完整,氢扩散系数提升了约38.2％.

摘要： 采用第一性原理方法研究了Ti合金化对Mg2Ni及其氢化物储氢性能的影响,计算结果说明:在掺杂浓度为0～0.5的范围内,Ti优先占据Ms(6i)位,六方结构的固溶体合金Mg(2-x)TixNi极易分解为立方结构的Mg3TiNi2和六方结构的Mg2Ni组成的复合相.Ti的掺杂削弱了H原子和Ni原子间的相互作用,降低了其合金体系的吸氢反应焓,提高了Mg2Ni氢化物的解氢能力.

摘要： 碳基等低维纳米材料具有比表面积大,快速的吸放氢动力学等优点而在储氢材料领域尤为受到重视.但该类材料仅在低温(液氮温度)下才表现出较好的储氢能力.通常采用化学修饰的方法来改善这类材料的储氢性能.采用基于密度泛函理论的第一原理计算预测了Ca修饰的一种新型单层硼片的储氢性能.研究发现:每个Ca可以吸附6个H2分子,吸附能在较优的0.20至0.32 eV能量范围;当此新型硼片双侧均用Ca修饰后,其储氢含量可高达12.68 wt％.电子结构分析表明,Ca与H2之间的相互作用除轨道杂化作用外还有极化相互作用.此外,还从热力学角度分析了温度和压强对Ca修饰的新型硼片储氢性能的影响,发现在常温和温和的大气压下,所有吸附氢的体系均是稳定的.

摘要： 采用熔炼法制备La0.60Pr0.15Mg0.25Ni3.2Co0.20Si0.10铸态储氢合金,对部分合金在950°C条件下退火处理3h,系统研究了两种状态下合金的结构及性能.XRD结果表明,退火处理后的合金相结构未发生明显变化,主相均为LaNi5相;SEM表征结果证明退火处理使合金成分更加均匀.电化学性能测试表明,退火合金的最大放电容量及循环稳定性均得到提升.动力学测试表明,退火合金的表面电荷转移电阻增大,交换电流密度提高.以上结果说明退火处理有助于提高合金的储氢性能.

摘要： 通过球磨制备了掺杂不同量NbF5的2LiBH4-MgH2样品,利用Sieverts测试方法、差热分析、质谱、X射线粉末衍射、傅里叶红外谱仪等系统研究了NbF5添加量对2LiBH4-MgH2体系储氢性能的影响以及NbF5的催化机制.结果表明:增加NbF5的添加量能降低放氢温度、提高吸放氢反应速率,但也引起了放氢量的减少.对比添加质量比40∶0,40∶4,40∶8,40∶12(2LiBH4-MgH2∶NbF5)的样品发现,添加40∶4 NbF5的样品表现出最优的储氢性能.经过20次吸放氢循环后,仍能放氢约8.31％(质量分数,下同)和吸氢约8.79％.NbF5的高催化性来自NbF5与LiBH4的化学反应.

摘要： 本文以纯Ti、Ni和Zn粉末为原料,采用机械球磨的方法制备了非晶态的Ti2Ni1-xZnx(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)合金.通过SEM、XRD、DSC和电化学测试方法研究了Zn的替代对非晶态Ti2Ni合金的相结构,表面形貌及电化学储氢性能的影响。结果表明,Zn替代了合金中部分Ni元素,抑制了晶态合金中TiNi相的生成.Zn含量增加到0.05时,合金的放电容量提高到142.9 mAh/g,合金的综合性能最好。

摘要： 氢能作为21世纪最具有发展前景的清洁能源,其开发与应用一直是中国能源产业发展的重中之重,围绕氢能的研究主要分为氢气的制备,运输,储存与应用等几个方面,其中,氢气的储存能力关系到氢气能否被高效利用,是限制氢能大规模发展和产业化的重要瓶颈,因而成为目前研究的重点和难点之一.固态储氢技术相比于气态储氢与液态储氢,具有储氢密度高,操作方便,安全性好等优点,具有潜在的发展前景.近年来,电池行业发展迅速,稀土类储氢合金更是因其可作为燃料电池系统中氢气储存与供给的单元,亦可被用于作为镍氢电池的电极而被广泛关注与研究. 本文对比分析了固态储氢技术与传统除氢技术的优缺点,介绍储氢合金的反应原理及实际应用案例.综述了几种主要的储氢合金,包括稀土类储氢合金、镁基储氢合金、钛系储氢合金、钛锆系拉夫斯(Laves)相储氢合金以及钒基固溶体型储氢合金的发展过程与研究现状,对它们的特性进行了对比总结.同时还对储氢性能的研究方法等进行了简要介绍.最后重点介绍了稀土类储氢合金的研究进展以及对未来的展望,提出了储氢合金的发展方向和研究新思维.

摘要： 随着环境问题越来越得到关注,新能源产业已渐渐成为国际社会关注的焦点.中国作为世界能源消费大国之一,对清洁能源投资额已居世界第一位.在众多新能源中,氢气具有质轻、高丰度、环保等优点,被视为极具潜力的未来能源之一.然而,氢气的安全高效储存成为限制其应用的技术阻碍.在众多氢气储存方法中,固态储氢是将氢气通过吸附的方式储存于材料中,具有能量密度高以及安全性好等优点,因此,被认为是最有发展前景的储氢方式.多孔材料具有高比表面积、结构可调等优点,是一种理想的氢气吸附储存材料.本文总结了近年来国内外对多孔材料用于氢气吸附储存的研究进展.重点阐述了有机多孔聚合物材料、金属—有机骨架材料、多孔炭材料等材料的储氢性能、优势及存在的问题.并对未来氢能源的储存和利用进行了展望.

摘要： 由于石墨坩埚熔炼TiFe基储氢合金存在增碳的固有缺点,因此对比研究了用BaZrO3坩埚和三高石墨坩埚所熔炼的TiFe基储氢合金.采用ICP原子发射光谱分析仪分析合金的化学成分,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、XRD衍射仪研究了合金的金相组织、表面形貌、微区元素分布、物相结构,最后测定了合金的PCT曲线.研究表明:由BaZrO3坩埚熔炼的TiFe基储氢合金氧含量与石墨坩埚熔炼的合金氧含量均符合要求且未见增碳,而石墨坩埚熔炼的合金的碳含量为0.417％(ω),这表明利用BaZrO3坩埚熔炼TiFe基储氢合金可以克服因石墨坩埚熔炼所导致合金铸锭增碳的缺点.BaZrO3坩埚熔炼后的合金完全由等轴晶构成,而石墨坩埚熔炼后的合金则由等轴晶组织和在晶粒内或沿晶界分布的球形TiC颗粒组成.BaZrO3坩埚所熔炼的合金不仅最大吸氢量比石墨坩埚熔炼的合金的最大吸氢量大,而且吸放氢平台压力也低.

摘要： 本文简述了镁基功能材料，介绍了镁基生物材料，镁既是轻质高强的结构材料，又是优异的功能材料。镁基储氢材料具有高的储氢量，可用于车载燃料电池的氢、环保和低成本的优势。镁基生物材料显示了其在骨内固定和心血管支架领域具有光明的临床应用前景。

摘要： 本文简述了镁基功能材料，介绍了镁基生物材料，镁既是轻质高强的结构材料，又是优异的功能材料。镁基储氢材料具有高的储氢量，可用于车载燃料电池的氢、环保和低成本的优势。镁基生物材料显示了其在骨内固定和心血管支架领域具有光明的临床应用前景。

摘要： 本发明涉及一种含铝复合储氢合金及其制备方法、复合固态储氢罐及储放氢性能测试方法。所述含铝复合储氢合金按质量百分比计由80％‑98％的储氢合金粉末和2％‑20％的铝材料制成。本发明提供的复合固态储氢罐在50°C下，以8L/Min放氢流速放氢，放氢时间能够达到60min，放氢量能够达到480L，放氢量最高能够达到储氢罐储氢量的90％。

摘要： 本发明涉及一种含铝复合储氢合金及其制备方法、复合固态储氢罐及储放氢性能测试方法。所述含铝复合储氢合金按质量百分比计由80％‑98％的储氢合金粉末和2％‑20％的铝材料制成。本发明提供的复合固态储氢罐在50°C下，以8L/Min放氢流速放氢，放氢时间能够达到60min，放氢量能够达到480L，放氢量最高能够达到储氢罐储氢量的90％。

摘要： 本发明公开了一种掺杂V改善ZrCo储氢合金性能的储氢材料及其制备方法，该储氢材料的组成通式为Zr50‑XVXCo50，其中050‑XVXCo50合金锭。该储氢材料在现有ZrCo合金的基础上，掺杂V后，合金储氢容量大，活化性能好，抗歧化性能优异，且制备方法简单；经过测试，掺杂V后，Zr50‑XVXCo50合金锭在200°C的初始活化时间从350s降低到100s以内，该材料可以作为储存、供应和回收氢同位素的中间替换材料。

摘要： 本发明涉及一种含铜复合储氢合金及其制备方法、利用所述含铜复合储氢合金制成的复合固态储氢罐，以及对该复合固态储氢罐进行储氢性能测试的方法。一种含铜复合储氢合金，按质量百分比计，所述含铜复合储氢合金由85％～95％的储氢合金粉末和5％‑15％的铜材料制成。一种制备含铜复合储氢合金的方法，包括以下步骤：制备储氢合金粉末的步骤；准备所述碳材料的步骤；将所述铜材料与所述储氢合金粉末混合制成所述含碳复合储氢合金的步骤。本发明提供的复合固态储氢罐在50°C下，以8L/Min放氢流速放氢，放氢时间能够达到53min，放氢量能够达到424L，放氢量能够达到储氢罐储氢量的84.8％。

摘要： 本发明公开了一种含碳复合储氢合金及其制备方法、利用所述含碳复合储氢合金制成的复合固态储氢罐，以及对该复合固态储氢罐进行储氢性能测试的方法。一种含碳复合储氢合金，按质量百分比计，所述含碳复合储氢合金由90％‑98％的储氢合金粉末和2％‑10％的碳材料制成。一种制备上述含碳复合储氢合金的方法，包括以下步骤：制备储氢合金粉末的步骤；准备所述碳材料的步骤；将所述碳材料与所述储氢合金粉末混合制成所述含碳复合储氢合金的步骤。本发明制备的复合固态储氢罐可以用于氢气纯化、燃料电池氢源及固定式储能等领域。

摘要： 宽温区储氢材料低温储氢性能试验装置，属于低温工程与低温技术领域，适用于测量多种储氢材料在宽温区范围内的低温储氢性能。包括液氮杜瓦、高压氢气钢瓶、真空机组、数据采集计算机、温度采集仪、PID温控仪、法兰、铂电阻、样品室、加热丝、冷却盘管、热电偶、杜瓦、真空规管、压力传感器和阀门。本试验装置以循环液氮作为冷却工质，并结合电加热来实现宽温区范围内的温度调节。PID温控仪通过热电偶测得的温度信号对加热丝的加热量进行调节。压力传感器及温度采集仪将测得的数据传输到数据采集系统。样品室法兰布置在样品室底部，内杜瓦与外杜瓦法兰焊接成一体，以确保样品的更换。本试验装置结构简单，易于制造，具有较好的经济性。

摘要： 本发明公开了一种含碳复合储氢合金及其制备方法、利用所述含碳复合储氢合金制成的复合固态储氢罐，以及对该复合固态储氢罐进行储氢性能测试的方法。一种含碳复合储氢合金，按质量百分比计，所述含碳复合储氢合金由90％‑98％的储氢合金粉末和2％‑10％的碳材料制成。一种制备上述含碳复合储氢合金的方法，包括以下步骤：制备储氢合金粉末的步骤；准备所述碳材料的步骤；将所述碳材料与所述储氢合金粉末混合制成所述含碳复合储氢合金的步骤。本发明制备的复合固态储氢罐可以用于氢气纯化、燃料电池氢源及固定式储能等领域。

摘要： 本发明涉及一种含铜复合储氢合金及其制备方法、利用所述含铜复合储氢合金制成的复合固态储氢罐，以及对该复合固态储氢罐进行储氢性能测试的方法。一种含铜复合储氢合金，按质量百分比计，所述含铜复合储氢合金由85％～95％的储氢合金粉末和5％‑15％的铜材料制成。一种制备含铜复合储氢合金的方法，包括以下步骤：制备储氢合金粉末的步骤；准备所述碳材料的步骤；将所述铜材料与所述储氢合金粉末混合制成所述含碳复合储氢合金的步骤。本发明提供的复合固态储氢罐在50°C下，以8L/Min放氢流速放氢，放氢时间能够达到53min，放氢量能够达到424L，放氢量能够达到储氢罐储氢量的84.8％。

摘要： 本发明公开了宽温区储氢材料低温储氢性能试验装置，包括合页连接在测试箱上的密封箱门，所述测试箱上连通有抽真空座、进气座以及出气座，且抽真空座、进气座以及出气座上均安装有流量阀，所述测试箱内开设有安装隔层，且安装隔层内固定安装有液氮管，所述液氮管的侧壁上分别连通有输入座以及抽取座，所述测试箱的内壁上固定安装有加热管，所述测试箱内安装有第一放置板，所述测试箱的侧壁上固定安装有电机。优点在于：不仅可对储氢材料在静止状态下储氢性能的试验，还可对运输过程中储氢材料的动态情况进行模拟，并通过运动前后储氢材料内储氢量的变化，对储氢材料运输过程中的储氢性能进行试验，提高了试验结果的全面性。

摘要： 一种改善储氢性能的LiNH2‑LiH储氢材料的制备方法，属于固态化学储氢技术领域，将掺杂RbF的LiNH2与LiH的混合体在氢气氛围下进行球磨处理，取得LiNH2‑LiH储氢材料。本发明添加的RbF作为催化剂大大改善LiNH2‑LiH体系的氢气脱附性能的方法，得到了较低的放氢峰值温度与放氢起始温度，使储氢材料放氢温度提前，加快放氢速率。