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镁基储氢材料催化的研究进展

应燕君 , 曾小勤 , 常建卫 , 邹建新 , 丁文江

材料导报

过去十几年国内外对镁基储氢材料的催化剂研究表明,使用催化剂能够有效改善材料的表面特性,提高材料的吸放氢动力学性能.目前常用的催化剂体系有过渡族金属、金属氧化物、金属卤化物、金属间化合物以及碳素非金属.通过比较发现,不同种类的催化剂催化效果不同,相应的催化机理也有所差异.目前,国外研究者已发现几种催化剂共同催化的效果显著,国内应加强金属间化合物和碳素材料催化荆以及不同催化剂共同作用方面的研究.

关键词: 镁基储氢材料 , 催化剂 , 过渡族金属 , 金属氧化物 , 金属卤化物 , 金属间化合物 , 碳素材料

添加Co对AB_3.5型储氢合金结构及性能影响的理论与实验研究

应燕君 , 程利芳 , 曾小勤 , 邹建新 , 丁文江

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00568

基于密度泛函理论, 采用总能量平面波赝势方法, 设计了La_0.75Mg_0.25Ni_3.5-xCo_x　(x=0、0.25、0.5、0.75)系列合金, 并研究了其晶体及电子结构. 计算结果显示随着Co含量的增加, La原子上的电荷转移先增大后保持不变, 在Co含量为0.5时达到最大; 费米能级处的态密度值先增加后稍减小, Co含量在0.5时达到最大. 利用悬浮感应熔炼法制备了该系列合金La_0.75Mg_0.25Ni_3.5-xCo_x　(x=0、0.3、0.5、0.7). 对熔炼所得合金进行了结构和性能表征, XRD结果显示, 随着Co含量的增加, 合金的主相均为Ce₂Ni₇型AB_3.5相; 电化学测试显示, x=0.5时, 合金的放电容量和循环性能均较好, 为398.5 mAh/g, 容量保持率S₂₅₀为62%; PCT结果表明, 在室温条件下合金的吸氢平台在0.04~0.09 MPa之间, 当x=0.5时, 吸氢平台压最低, 为0.04 MPa, 同时吸氢量最大, 为1.587wt%. 综合分析计算和实验的结果, AB_3.5合金性能随Co添加量的变化趋势符合第一性原理计算的预测.

关键词: 储氢合金; 第一性原理; Ce₂Ni₇相; 电化学性能; PCT性能

镁基能源材料研究进展

曾小勤 , 丁文江 , 应燕君 , 邹建新

中国材料进展

作为最轻的金属结构材料,Mg合金在轻量化方面已经得到了越来越多的应用.Mg具有较低的电极电位及储氢量较大的特点使得Mg在能源材料方面发挥越来越重要的作用.综述了Mg作为储氢材料和电池材料的研究进展,着重介绍了Mg基储氢材料的性能改善、制备方法等,同时对Mg二次电池和燃料电池体系进行了简要介绍.此外,还较详细地介绍了具有高容量储氢性能的Mg基复杂氢化物的研究现状及结果.

关键词: 镁 , 能源材料 , 储氢材料 , 镁电池

添加Co对AB3.5型储氢合金结构及性能影响的理论与实验研究

应燕君 , 程利芳 , 曾小勤 , 邹建新 , 丁文江

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00568

基于密度泛函理论,采用总能量平面波赝势方法,设计了Lao.75 Mg0.25Ni3.5-xCox(x=0、0.25、0.5、0.75)系列合金,并研究了其晶体及电子结构,计算结果显示随着Co含量的增加,La原子上的电荷转移先增大后保持不变,在Co含量为0.5时达到最大；费米能级处的态密度值先增加后稍减小,Co含量在0.5时达到最大.利用悬浮感应熔炼法制备了该系列合金La0.75Mg0.25Ni3.5-xCox (x=0、0.3、0.5、0.7).对熔炼所得合金进行了结构和性能表征,XRD结果显示,随着Co含量的增加,合金的主相均为Ce2Ni7型AB3.5相；电化学测试显示,x=0.5时,合金的放电容量和循环性能均较好,为398.5 mAh/g,容量保持率S250为62％; PCT结果表明,在室温条件下合金的吸氢平台在0.04～0.09 MPa之间,当x=0.5时,吸氢平台压最低,为0.04 MPa,同时吸氢量最大,为1.587wt％.综合分析计算和实验的结果,AB3.5合金性能随Co添加量的变化趋势符合第一性原理计算的预测.

关键词: 储氢合金 , 第一性原理 , Ce2Ni7相 , 电化学性能 , PCT性能

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