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储氢材料的应用与发展

车用镍氢电池性能优良、安全可靠、技术成熟稳定,是混合动力车(HEV)比较理想的辅助动力.随着混合动力车技术的不断发展,动力电池用储氢合金将迎来一个黄金发展期.此外,随着燃料电池技术的日益成熟与发展,以氢气为燃料的电动汽车也将迅速发展起来,这就要求必须有安全高效的贮氢系统与之相匹配.传统的液态及高压气态贮氢方式由于成本、质量、体积大小以及安全性等因素限制,无法应用于车载贮氢系统.相比之下,金属氢化物作为一种新型的能源材料,具有贮氢密度高、安全高效及环境友好等优点,将成为未来车载燃料电池的氢载体.文章主要对近期Ni/MH电池用储氢合金的种类和发展以及高容量镁基储氢材料方面的研究工作做一些综述分析,以期为未来的研究工作提供参考.

关键词: Ni/MH电池 , AB5型电极合金 , 镁基储氢材料 , 电化学性能

铸态及快淬态La0.55M0.2Mg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1(M=Zr,Pr)合金的电化学贮氢动力学

高金良 , 尚宏伟 , 徐超 , 雍辉 , 许胜 , 王海涛 , 张羊换

金属功能材料

为了改善La-Mg-Ni系A2B7型电极合金的动力学性能,用M(M=Zr,Pr)部分替代合金中的A侧元素La.用真空快淬技术制备了La0.55M0.2Mg0.25Ni3.Co0.2Al0.1(M=Zr,Pr)电极合金,探索了快淬工艺参数对合金电化学贮氢动力学性能的影响.用XRD、SEM及TEM表征了铸态及快淬态合金的结构,结果发现,铸态及快淬态合金均由多相组成,包括两个主相(La,Mg)2 Ni7和LaNi5以及残余相LaNi2.快淬Pr替代合金具有微晶、纳米晶结构,而在快淬Zr替代合金中发现明显的非晶相.电化学测试结果表明,合金的高倍率放电能力随淬速的增加先增加后减小.电化学交流阻抗(EIS)、Tafel极化曲线及电位阶跃测试的结果都表明,合金的电化学贮氢动力学性能随淬速的增加先上升后下降.

关键词: A2B7型电极合金 , 熔体快淬 , 微观结构 , 循环稳定性

镁基贮氢合金吸放氢动力学研究进展

许胜 , 高金良 , 尚宏伟 , 杨泰 , 王海涛 , 张羊换

金属功能材料

介绍了纳米晶镁基贮氢合金的制备方法、添加催化剂和稀土元素取代对镁基贮氢合金气态吸放氢性能的影响,总结了镁基贮氢合金吸放氢动力学的研究现状,并就今后镁基贮氢材料的研究提出了一些想法.

关键词: 镁基贮氢合金 , 吸放氢动力学 , 制备方法 , 催化剂 , 稀土元素替代

La替代Mg对快淬Mg2Ni型贮氢合金结构及吸放氢动力学的影响

高金良 , 马志鸿 , 赵栋梁 , 葛启录 , 王新林 , 张羊换

功能材料

为了改善Mg2Ni型贮氢合金的吸放氢动力学性能,用La部分替代合金中的Mg.用快淬工艺制备了Mg2Ni型Mg2-xLaxNi(x=0、0.2、0.4、0.6)贮氢合金, 获得长度连续,厚度约为30μm,宽度为25mm的薄带.用XRD、SEM、HRTEM分析了快淬态合金薄带的微观结构,用DSC研究了快淬薄带的热稳定性,应用Sieverts装置研究了快淬态合金的吸放氢动力学,探索了La替代Mg对快淬Mg2Ni型合金吸放氢动力学性能的影响.结果发现,在快淬无La合金中没有出现非晶相,但快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构.表明La替代Mg显著提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力.快淬合金的热稳定性随La含量的增加而上升.快淬态合金的吸氢量随La含量的增加而减小,但其放氢量在La含量x=0.2时有极大值,这主要归因于La替代Mg导致的结构变化.

关键词: Mg2Ni型合金 , 快淬 , La替代Mg , 吸放氢动力学

快淬对Mg24Ni10Cu2和(Mg24Ni10Cu2)85La15合金吸放氢动力学的影响

高金良 , 尚宏伟 , 李亚琴 , 袁泽明 , 赵栋梁 , 张羊换

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.03.001

用快淬工艺制备了La-Mg-Ni-Cu系Mg2Ni型Mg24Ni10Cu2和(Mg24Ni10Cu2)85La15合金,用XRD及HRTEM分析了铸态及快淬态合金的结构;用全自动Sieverts设备测试了合金的气态吸放氢动力学;用差热分析仪测试了不同加热速率下合金的放氢DSC曲线,并用Kissinger方程计算了合金放氢激活能.结果表明:不含La的铸态合金具有Mg2Ni单相结构,添加La的合金除含有Mg2Ni相外,还含有第二相La2Mg17和LaMg3相.快淬态合金具有纳米晶、非晶结构.La的加入显著地提高了合金在真空快淬过程中的非晶形成能力.真空快淬后合金的气态吸放氢动力学得到明显改善,这主要归因于纳米晶结构的形成和合金激活能的降低.

关键词: Mg2Ni型合金 , 快淬 , 添加La , 贮氢动力学 , 激活能