AB型贮氢合金P-C-T特性的研究

摘要

氢能作为一种高能量密度、清洁的绿色新能源，已经日益受到人们的重视。然而，解决氢的存储问题是氢能源开发和利用的关键。以LaNi5为代表的AB5贮氢合金具有很高的贮氢容量，良好的吸放氢动力学特性。在气态储氢方面，合金活化容易、平衡压力适中且平坦、吸放氢平衡压力差小等特性。AB5型稀土系贮氢合金是目前国内外广泛采用的储氢材料，它已成为目前贮氢材料应用研究的重点之一。 本文首先对国内外贮氢合金的研究现状及发展趋势进行了阐述，以AB5型贮氢合金为例对贮氢合金的理论基础和结构进行研究，以及介绍其贮氢的原理和过程。通过对MmNi3.6Mm0.4Al0.25Co0.75合金测试系统的研究与设计，制作并实现了贮氢合金测试系统，该系统包括温度控制系统、气体引入系统、精密压力表以及真空泵等四部分。其中温度控制系统采用恒温箱加热，由精密温度控制仪控制温度，恒温控制精度的测定结果可达0.1℃。气体引入系统主要包括计量罐、密封耐压塑料管、储氢合金罐。反应器采用了圆柱状结构，散热面积较大，可以使反应器内温度波动控制在最小。管线连接处采用球阀密封效果良好。压力表测量范围是0-1Mpa，精度为0.25％，经活化后样品采用等容—压差法进行空容标定，利用合金吸放氢性能的测试结果，获得了P—C-T特性曲线。实验结果表明样品MmNi3.6Mm0.4Al0.25Co0.75合金的工作温度控制在20℃时，工作平衡压范围在0.35Mpa-0.45Mpa之间，吸氢效果良好，最高吸氢量与合金质量比可达0.69％；温度控制在40℃时，工作平衡压范围在0.45Mpa-0.5Mpa之间，最高吸氢量与合金质量比可达0.61％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1能源的发展现状

1.2贮氢材料的研究背景及应用

1.3本论文研究的目的和内容

1.4本章小结

第2章AB5型贮氢材料物理基础

2.1贮氢合金的分类

2.1.1 AB5型稀土系贮氢合金

2.1.2 AB2型laves相贮氢合金

2.1.3 AB型贮氢合金

2.1.4 A2B型贮氢合金(镁系贮氢合金)

2.1.5 AB3型贮氢合金

2.1.6新型贮氢材料

2.2贮氢合金的理论基础

2.2.1贮氢合金的吸氢反应机理

2.2.2贮氢合金吸放氢的热力学和动力学

2.2.3合金的电化学原理

2.2.4贮氢合金的能量转换

2.3 AB5贮氢合金的结构及性能

2.3.1 AB5型稀土系贮氢合金的晶体结构

2.3.2 AB5型贮氢合金的气态贮氢性能

2.3.3元素替代对AB5型贮氢合金性能的影响

2.3.4 AB5型贮氢电极合金组织结构的影响

2.4 AB3型贮氢合金的结构及性能

2.4.1 AB3型稀土系贮氢合金的晶体结构

2.4.2 AB3型贮氢合金的气念贮氢性能

2.5本章小结

第3章实验介绍及测试系统的组成

3.1实验介绍

3.2测试原理

3.3 MmNi3.6Mn0.4Al0.25Co0.75制备工艺及组分分析

3.3.1制备工艺

3.3.2合金组分分析

3.4测试装置

3.5本章小结

第4章MmNi3.6Mn0.4Al0.25Co0.75合金P-C-T特性曲线测试

4.1测试系统的空容标定

4.2样品的活化

4.3合金吸放氢性能测试

4.4实验数据

4.5实验结果的计算

4.6合金的P-C-T曲线绘制

4.7实验误差的因素分析与总结

4.7.1影响实验误差的因素分析

4.7.2实验小结

4.8本章小结

结 论

参考文献

致 谢