铈添加对Ti16.5Cr20(V45Fe8.5)0.98Si2合金结构及储氢性能的影响

通过XRD,SEM,恒温等容储氢性能测试等方法,研究了Ce添加对Ti26.5Cr20(V45Fe8.5)0.98Si2Cex(x=0～2.0%(原子分数))合金结构及储氢性能的影响.结果表明,Ti16.5Cr20如(V45Fe8.5)0.98 Si2Cex(x=0～2.0%)合金为BCC和C14 Laves相双相合金,随合金中Ce添加量的增加,合金的晶格常数增大,而合金中C14 Laves相的含量减少.平衡压从0.233 MPa降低到0.167 MPa,合金的吸氢动力学性能得到改善,最大吸氢量也由3.08%增加至3.19%(质量分数),PCT曲线的平台斜率减小.合金的储氢性能的改善与Ce的加入抑制了部分C14 Laves相的析出,减少了合金中C14 Laves相的含量密切相关.     

高温镍氢动力电池用镍电极的研究

镍电极在高温充电过程中由于析氧而使充电效率不高,添加稀土化合物可以提高析氧过电位从而抑制氧气的析出,可以显著提高活性物质高温性能.本文选用稀土氧化物Y2O3、Yb2O3、Lu2O3作为添加剂,研究其对镍电极高温性能的影响,并将添加Y2O3与未添加稀土添加剂的电池进行高温性能作比较.研究发现:稀土添加剂可以抑制镍电极充电过程中氧气的析出,提高高温充电效率;同时减少活化周期,降低电池制造成本;另外,添加Lu2O3的正极高温活性物质比容量最高,添加氧化钇的正极高温充电效率最高,且成本最低,最具市场潜力.     

制备方法对Mg1.9Al0.1Ni合金储氢性能的影响

文中采用机械合金化(MA)和氢化燃烧法(HCS)制备了Mg1.9Al0.1Ni,通过对它们储氢性能的对比研究发现,MA优于HCS.采用MA制得的Mg1.9Al0.1Ni储氢合金具有较高的活性和高储氢量,对PCT结果进行计算,得出温度和氢平衡压的关系式.Mg1.9Al0.1Ni(MA)553K时100s内吸放氢量分别为2.67和2.54 mass%H.用XRD方法进行物相分析,表明添加适量Al没有改变Mg2Ni的物相结构,由于MA能够制备出纳米晶粒,使得Mg1.9Al0.1Ni合金具有更好的储放氢动力学性能.     

Mg-20%(RE-Ni)(RE=La,Y,Mm)复合材料储放氢性能研究

通过磁悬浮熔炼和反应球磨相结合的方法成功制备出Mg-20wt%(RE-Ni)(RE=La,Y,Mm)复合储氢材料,主要研究了材料的物相结构和储放氢性能.结果表明.Mg-20wt%(RE-Ni)(RE=La,Y,Mm)复合储氢材料,具有相似的物相结构和吸放氢热力学性能,吸氢相均为MgH2和Mg2Ni,在同一温度下,合金只有一个放氢平台,表明两相具有良好的协同放氢效应.在复合体系中,Mg-20wt%(Y-Ni)具有最佳的综合储氢性能,表明Y具有最佳的催化效果,其在293 K,3.0 MPa H2,10 min的吸氢量和573 K,对0.1 MPa,15 min的放氢量可分别达到3.92%和4.75%,实现了室温快速大量吸氢和较温和条件下的快速放氢.     

氢气气氛下球磨Mg-60% LaNi5合金的储氢特性研究

在3.0 MPa氢气气氛下机械合金化Mg-60%LaNi5制备出镁基复合储氢材料.XRD分析表明氢气氛下球磨60h后的物相为Mg2NiH4,β-MgH2和LaH3.SEM及EDS分析表明该复合材料成分分布均匀.对材料的吸氢动力学特性研究表明:该复合材料具有较高的活性,室温5.0MPa氢气压力下15min内的吸氢量为2.37%;在5.0 MPa氢气压力和373～473 K的条件下,可以在1min之内完成饱和吸氢量的80%以上;在5.0 MPa氢气压力和523～553 K之间的条件下,可以在1min之内完成饱和吸氢量的90%以上;在553 K的最大吸氢量为4.23%.     

氢化燃烧法合成La1.5Ni0.5Mg17的工艺优化

采用正交实验设计方法安排实验，运用L9(3^4)优化氢化燃烧法合成La1.5Ni0.5Mg17的工艺，考察了施压制饼时间、合成保温时间、合成起始氢气压力、保温温度4个因素对储氢材料的储放氢容量和速率的影响，通过直观分析和方差分析得出优化的工艺为：保温温度903K，制饼施压时间40min，合成起始氢气压力为1MPa，合成保温时间1800min。此条件下合成储氢材料La1.5M0.5Mg17在573K的储放氢容量分别为：5．40和5．15％H(质量分数)；储放氢速率分别为：0．734和0.681％H／min。用XRD分析了材料吸氢和脱氢后的物相结构发现：用Ni适量取代La2Mg17中的La没有导致结构变化，存在的LaNi5，LaH3和La改善了材料的吸放氢速率。     

基于TDLAS平衡差分技术的CO气体检测

利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)结合平衡差分探测技术测量了1.578 μm附近的CO气体3-0带P(4)跃迁在不同压强和不同浓度下的吸收光谱信号。由于平衡差分探测方法可以有效地抑制激光光强波动、温度漂移和机械振动等共模噪声,从而提高了光谱探测灵敏度。通过与直接吸收信号相比,平衡差分的信噪比提高了3.4倍,探测极限为87 ppmv。测量了浓度为1%压强为40,55,70和85 Torr时的CO气体,结果显示在70 Torr时其光谱信号最强。并且,利用直接吸收和平衡差分技术测量了不同浓度的CO气体在总压强在70 Torr时的光谱信号,发现平衡差分技术光谱强度与浓度的关系线性度符合较好,其测量误差小于5%。为了进一步验证系统的稳定性,连续采集了324 s的光谱信号,最后通过Allan方差分析,发现本实验系统的最佳探测时间为38 s,探测极限为47.8 ppmv。     

热处理温度对La-Y-Ni合金相结构和电化学性能的影响

采用磁悬浮感应熔炼法制备了组分为LaY_2Ni_(9.7)Mn_(0.5)Al_(0.3)的合金,在不同温度(1 073～1 373 K)下对合金进行热处理,利用X射线衍射法(XRD)、电子探针(EPMA)和电化学性能测试等方法,系统地研究了热处理温度对合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,热处理可以显著提高合金的相均匀度,随着热处理温度的升高合金中的主相Ce_2Ni_7相先增加后减少。电化学研究表明,合金电极的最大放电容量、倍率性能和循环稳定性随着热处理温度的升高均呈现先升高后降低的趋势,与Ce_2Ni_7相含量的变化一致。电化学压力-组成-温度(P-C-T)测试表明,合金具有2个放氢平台,且随着热处理温度的升高合金的放氢坪台压增加。当热处理温度为1 273 K时,合金的Ce_2Ni_7相含量最高为86.53%(w/w),电化学性能最佳,最大放电容量为386.80 mAh·g~(-1)(60mA·g~(-1)),在电流密度为900 mA·g~(-1)时的高倍率性能HRD_(900)=89.45%,循环300周后的容量保持率S_(300)=72.18%(300 mA·g~(-1))。     

Yb掺杂量对SrCeO3固体电解质导电性能的影响

通过固相反应法制备了Yb掺杂量分别为5;、10;和15;的SrCeO3电解质陶瓷粉体,通过Fullprof对SrCeO3电解质粉体的XRD图谱进行了全谱分析.通过电化学阻抗谱法对烧结电解质在不同气氛下的导电性能进行了表征.结果表明,600～ 800℃温度范围内当Yb掺杂量为10;时,经过密度修正后理想致密的SrCeO3电解质具有最高电导率,在含水氢气气氛中800℃下电解质总电导率可以达到8.2×10-3 S/cm.当Yb掺杂量为15;时电解质中出现Yb3O4第二相,导致电解质总电导率有所降低.在不同气氛中电解质电导率由低到高的顺序为:干燥氩气＜湿润氩气＜干燥空气＜干燥氢气＜湿润空气≈湿润氢气.     

铈对Ti-V-Cr-Fe储氢合金显微组织的影响

使用V-Fe合金为原料制备了Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50Cex固溶体储氢合金, 采用EPMA和XRD对合金显微组织和相结构进行了分析. 结果表明, 不含Ce的Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50合金由BCC主相和分布于晶界的Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相组成. 当Ce添加于合金后, 随着合金中Ce含量的增加, Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相含量明显减少. Ce的添加抑制了富Ti相的析出, 促进了合金元素尤其是Ti的均匀分布. 此外, 随Ce含量增加, 合金BCC主相平均原子半径和晶格常数随之增大, 有利于增大合金的储氢容量.