电化学阻抗法测定金属氢化物电极中氢的扩散系数

应用电化学阻抗法测定了不同荷电状态 (SOC)和不同温度下MlNi3.75Co0 .65Mn0 .4 Al0 .2 金属氢化物电极中氢的扩散系数 .结果表明 :室温下该电极中氢的扩散系数随其荷电量的增大而减小 ,SOC为 5 0 %时氢的扩散系数随温度的升高而增大 ,相应的氢扩散活化能为 35kJ/mo     

温度对贮氢合金MlNi3.75Co0.65Mn0.4Al0.2动力学性能的影响

在-20℃～85℃的范围内系统地研究了温度对贮氢合金MINi3.75Co0.65Mn0.4Al0.2动力学性能的影响.结果表明:该贮氢合金电极的电化学反应电阻Rt,欧姆内阻Ro,阴极极化过电位,阳极极化过电位,阳极极化过程中的电化学反应过电位ηa和浓差极化过电位ηa均随温度的升高而减小,该电极的交换电流密度i0,对称因子β和电极中氢的扩散系数D随温度的升高而增大.当放电电流密度较低时,电化学反应是整个电极过程的速度控制步骤;当放电电流密度较高时,氢的扩散是整个电极过程的速度控制步骤;在中等放电电流密度下,电极过程由电化学过程和氢的扩散过程混合控制.该电极中电化学反应过程和氢扩散过程的活化能分别为28.1 kJ·mol-1和19.9 kJ·mol-1.     

温度对贮氢合金MINi~3~.~7~5Co~0~.~6~5Mn~0~.~4Al~0~.~2动力学性能的影响

在-20℃～85℃的范围内系统地研究了温度对贮氢合金MINi~3~.~7~5Co~0~.~6~5Mn~0~.~4Al~0~.~2动力学性能的影响。结果表明：该贮氢合金电极的电化学反应电阻R~t,欧姆内阻R~0,阴极极化过电位,阳极极化过电位,阳极极化过程中的电化学反应过电位η~a和浓差极化过电位η~c均随温度的升高而减小,该电极的交换电流密度i~0,对称因子β和电极中氢的扩散系数D随温度的升高而增大。当放电电流密度较低时,电化学反应是整个电极过程的速度控制步骤;当放电电流密度较高时,氢的扩散是整个电极过程的速度控制步骤;在中等放电电流密度下,电极过程由电化学过程和氢的扩散过程混合控制。该电极中电化学反应过程和氢扩散过程的活化能分别为28.1kJ.mol^-^1和19.9kJ.mol^-^1。     

由扩散阻抗过渡区求金属氢化物电极中氢扩散系数的不确定性(英文)

本文参照文献[1] 报导的利用扩散阻抗过渡区求金属氢化物电极中氢扩散系数的方法测定了MlNi3.75Co0 .6 5Mn0 .4 Al0 .2 电极中氢的扩散系数 .结果发现 :运算过程中由于所用到的一些函数具有周期性 ,使计算结果变为多解 ,而且这些解之间存在着数量级上的差别 ;对同一组实验数据 ,过渡区内依据不同频率点求得的扩散系数也很不同 .总之 ,该方法尚不成熟 ,有待于进一步完善     

氢在电镀锌层中的扩散渗透性的研究

针对氢在镀锌层中的扩散渗透性，采用电化学氢渗透技术对Ｆｅ／电镀Ｚｎ双层试样进行了研究．得到了镀锌层的厚度对镀层氢扩散系数以及氢稳态渗透通量的影响方式．研究结果表明，电镀锌层中氢扩散系数约为１０－１１ｃｍ２·ｓ－１数量级，镀锌层能够阻滞氢的扩散渗透．相应地，随镀层厚度增大，试样氢稳态渗透通量和氢有效扩散系数减小     

Ni含量对Co_(1-x)Ni_xB催化水解放氢性能的影响(英文)

采用化学还原法以乙醇为溶剂在冰水浴中合成了一系列Co1-xNixB合金催化剂,研究了该系列合金不同Ni含量对NaBH4水解放氢性能的影响.X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)显示Co1-xNixB合金是纳米非晶态颗粒.放氢测试表明Co1-xNixB具有很高的催化活性.放氢速率先随着Ni含量的增加而增大,并在x=0.15时放氢速率达到最大值,然后随x值的增加而减小.298K时Co0.85Ni0.15B合金催化碱性硼氢化钠水解的最大放氢速率可达4228mL·min-1·g-1,CoB和Co0.85Ni0.15B合金催化放氢的活化能分别为34.25和31.87kJ·mol-1.因此以乙醇为溶剂合成的Co1-xNixB合金具有较高的催化活性.     

铸态和快淬态Mm(NiCoMnAl)5Bx (x=0～0.4)贮氢合金的微观结构与电化学性能

用铸造及快淬工艺制备了低钴AB5型MmNi3.8Co0.4Mn0.6Al0.2Bx (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)贮氢合金, 分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学性能, 研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学性能的影响. 结果表明, 铸态合金具有双相组织, 主相为CaCu5型相, 还有少量CeCo4B第二相, 第二相的相丰度随硼含量x的增加而增大. 对合金进行了不同淬速的快淬处理, 随淬速的增加, 合金中第二相的量减少. 快淬使合金的晶格参数略有增大. 快淬工艺对合金的电化学性能产生显著影响, 随淬速的增加, 合金的容量下降, 循环稳定性显著提高. 快淬使合金的活化性能降低, 但随着硼含量的增加, 活化性能、高倍率放电能力及放电电压特性均得到不同程度的改善.     

硼掺杂对稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

研究了用B掺杂替代Al对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响。对M1Ni3．55Co0．75Mn0.4Al0．3-xBx（x=0，0．1，0．2，0．3）合金的研究结果表明：掺B后贮氢合金出现了CeCo4B第二相，导致贮氢合金的电化学容量下降；随B含量的增加和Al含量的减少，氢的扩散系数明显上升，合金的极化电阻减小，合金的高倍率放电性能和低温性能得到明显改善。     

RE(NiCoMnTi)5合金不同放电深度下的交流阻抗谱

研究了La(NiCoMnTi)5、Ce(NiCoMnTi)5、Pr(NiCoMnTi)5和Nd(NiCoMnTi)5四种贮氢合金电极在不同放电深度(DOD, depth of discharge)下的交流阻抗谱.结果表明,在金属相α、氧化物相β和α＋β相区,合金有明显不同的放电动力学特征.在50％DOD时,四种合金表面吸附电阻Rsf和法拉第阻抗RF分别与它们的最大放电容量C50,max和高倍率放电率κ呈近似的线性关系,即Rsf和RF越小,C50,max和κ分别越大.     

饱和烃热裂化夺氢氢转移能力研究

研究了在热反应条件下石油渣油中饱和烃夺氢氢转移能力的测定方法和结果。饱和烃受热生成的自由基可从氢化芳烃四氢萘夺取活泼氢,由此可测定不同饱和烃的夺氢能力。研究结果表明,饱和烃可剧烈裂化而具有较强的夺氢能力,且这种夺氢能力随反应条件苛刻度增大而增强,对于正构烷烃或石蜡系列,其夺氢能力随分子量增大而增强,而对于不同来源石油渣油的饱和分,其夺氢能力的差别不大。沥青质的存在可诱导饱和烃剧烈裂化,增大饱和烃的夺氢能力。     

高容量的Ti-V基BCC相储氢合金

储氢合金是有希望成为燃料电池供氢源的方式之一,在各类储氢合金中,以LaNi5为代表的AB5和以TiMn2为代表的AB5发展已较成熟,但由于其储氢量小于2％(质量百分比)而制约了其应用,Mg基合金具有较大的储氢量(3％左右),但由于其吸放氢条件(温度在473K以上)苛刻难以满足燃料     

氢在非晶态合金MmNi4.5Mn0.5中的扩散

合金MmNi_4.5Mn_0.5(Mm代表混合稀土元素)被认为是目前最有实际应用前景的贮氢材料,其晶态贮氢过程的研究,已有过报道^[1]。本文用电化学方法研究氢在非晶态MmNi_4.5Mn_0.5的扩散行为。     

提高AB_5型贮氢电极合金低温电化学性能研究

采用优化稀土成分并添加适量的硼改善AB5型贮氢合金的低温性能 .实验表明 ,含富Ce稀土及添加适量硼的AB5型合金 ,其低温电化学性能优良 ,能满足Ni/MH电池在低至 - 35℃小倍率电流密度放电的要求 .贮氢合金低温性能的改善与合金的微结构、热力学和动力学性能相一致     

MH电极中氢扩散系数的测定及其应用

利用恒流放电法测定了金属氢化物(MH)电极中氢原子扩散系数的平均值. 通过恒电位法测定了MH电极中氢原子的扩散系数与其荷电态(SOC)的关系. 根据MH电极模型可知, 增大氢原子扩散系数或减小储氢合金粒径均能提高MH电极的快速充电性能, 并能计算出MH电极在不同的初始荷电态、不同充电倍率下, 表面氢原子浓度达到最大值所需的时间.     

Ni-Fe催化剂乙醇部分氧化制氢的研究

研究了Ni Fe催化剂对乙醇部分氧化制氢反应,系统地考察了不同O2/C2H5OH摩尔比及反应温度下催化剂的性能.发现Ni Fe催化剂对乙醇部分氧化制氢具有较好的催化活性,其中组成为Ni50Fe50催化剂最好,最佳的反应条件是O2/C2H5OH=1.0,T=573 K.XRD谱图表明催化剂主要由尖晶石结构的铁酸盐和FeNi3合金相组成. XPS结果说明,催化剂体相以还原态FeNi3合金相为主,表面以氧化态的铁酸盐为主.稳定性考察的结果表明,催化剂经40 h反应后,对氢的选择性明显下降,此时对应的FeNi3物相衍射峰强度也明显降低,表明催化剂对H2选择性的下降与FeNi3物相的转变有关.     

钾掺杂多壁纳米碳管储氢性能研究

使用自制的钴催化裂解碳氢气法制备多壁纳米碳管,并对其进行退火、掺杂等一系列预处理,然后使用高压高纯氢源,在中压(12 MPa)和室温条件下,进行钾掺杂多壁纳米碳管的储氢性能实验.结果表明:预处理对纳米碳管的储氢性能有很大影响.实验条件下,经过氮气退火,并在1.0 mol/L硝酸钾溶液中掺杂的多壁纳米碳管吸氢量最大(H/C质量分数为3.2%).上述样品在室温下的放氢量一般不超过其吸氢量的50.8%.     

LaMg8.40Ni2.34合金的相结构和储氢性能

利用真空感应熔炼和退火方法制备了LaMg_8.40Ni_2.34合金. 采用X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)和压力-组成-温度(PCT)测试仪测试了合金的相组成、微观形貌和储氢性能. LaMg_8.40Ni_2.34合金由La₂Mg₁₇、LaMg₂Ni和Mg₂Ni组成,且在第一次吸放氢循环中就可以完全活化. 在558 K下的可逆储氢量为3.01%(质量分数), 合金的PCT曲线表现出双吸氢平台, 分别对应着形成的MgH₂和Mg₂NiH₄. 但是放氢曲线却只有一个平台出现, 这是由MgH2和Mg2NiH4之间的协同脱氢作用产生的. LaMg_8.40Ni_2.34合金在吸放氢时的活化能分别为(52.4±0.4)和(59.2±0.1) kJ·mol^-1, 均低于Mg₂Ni合金. 与纯Mg和Mg₂Ni合金相比, LaMg_8.40Ni_2.34合金具有良好的活化性能、较高的储氢性能和优良的动力学性能.     

氮气热处理对CNTs-LaNi5电极电化学性能的影响

研究了碳纳米管(CNTs)氮气热处理后结构的变化, 以及热处理温度对CNTs-LaNi5电极电化学性能的影响. CNTs热处理后, 管壁变薄, 层数变少, 管的外径减小, 更有利于氢气的吸附和脱附. 将碳纳米管与LaNi5储氢合金按质量比1:10混合, 制作成CNTs-LaNi5电极. 800 ℃时CNTs-LaNi5电极的储氢性能最好, 最大容量为519.1 mAh•g-1, 相应的平台电压高达1.19 V. 在500～600 ℃范围内, 随着温度升高, 放电容量有较大幅度的增加; 在600～800 ℃范围内, 随着温度升高, 放电容量有较小幅度的增加; 但到900 ℃时, 放电容量反而下降. 由此可见, CNTs的热处理温度对CNTs-LaNi5电极的电化学储氢性能有着较大的影响. 纯LaNi5电极的放电容量仅为265.6 mAh•g-1, 平台电压仅为0.83 V. 添加了碳纳米管的CNTs-LaNi5电极的电化学活性高于纯LaNi5电极.