电沉积Ni－La合金上的阴极析氢行为

在电解水制氢工业中,为降低能耗人们在研制电催化活性高的析氢电极材料方面做了大量工作,主要有纯金属电极、合金电极及复合电极等.Arul Raj等用电沉积方法获得了Ni-Co,Ni-Zn,Ni-W及Ni-Cr等镍基合金电极,发现这些电极的析氢催化活性有很大差别.本文从电解质水溶液中制备了Ni-La合金电极,是一种理想的析氢电极材料.     

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.     

锂离子在镁电极上的电沉积

研究了熔融氯化锂与氯化钾在摩尔比为58:42的熔盐中,锂在镁电极上的电沉积过程.利用电化学工作站,采用循环伏安法扫描技术,考察了在450℃,扫描速度为20 mV/s时,锂在钼电极和镁电极上的析出电位,得到析出电位分别为-2.4和-2.28 v.结果说明,镁电极对于锂的析出具有诱导作用;发现在所研究的温度范嗣内,电流效率均大于92%;利用扫描电子显微镜考察了镁电极沉积锂前后表面形貌的变化,发现镁电极上沉积锂之后与未沉积锂前相比,表面形成了均匀致密的合金层;扫描电子显微镜能谱分析表明,合金试样中的杂质元素主要为氧,可能是南于样品放置在空气环境中所致,测量时间内引起的.     

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。     

离子计中等电位调节器的作用与正确设置

在利用离子选择性电极对溶液的pX值作精密测量时,整个测量过程应保持恒定的温度。在这种情况下,离子计实际上只需要一个电极系数(斜率)校正器,采用二点校正法就能在仪器上直读出pX或pH值。对于某些离子选择电极如pH玻璃电极等,电极系数符合理论值,而且离散率较小,如果仪器输入阻抗又足够高,则电极系数只决定于能斯特方程式中RT/nF的温度因子T。所以在这类专用离子计中,只需要一个温度补偿器和采用一点校正法就可以了。然而在实际工作中,特别在工业流程中往往是标准溶液与样品溶液温度不一致,如果要作相对精密测量时,离子     

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.     

在二甲亚砜中La-Fe合金膜电化学制备的研

研究了二甲亚砜(DMSO)中La3+和Fe2+在Pt,Cu和Ni电极上的电化学行为。Fe2+在Pt电极上一步不可逆还原为Fe,La3+在Pt电极上表现为准可逆电极过程。在298K时,利用循环伏安法测定了0.01mol     

一种用于电化学研究的金属电极的制作方法

在电化学研究中,经常需要使用许多由被研究对象制作成的金属电极,而这些电极往往没有成品出售,这就需要研究者自己动手来做一些电极,本文以一种用于电化学腐蚀研究的黄铜电极的制作为例,介绍金属电极的制作方法.本方法的特点是:方法简单、材料便宜易寻且为废物利用,制作出的电极结构小巧,质量上能够很好地满足研究工作的需要.     

铜在储氢合金表面包铜电极中的行为

在密封的电池体系中，包铜储氢合金电极具有较好的抗氧化能国和；而在强碱性溶淤 中，铜在电极工作的电位范围内具有一定的稳定性，但当扩展扫描范围，将出现铜的氧化不这原反应。     

MO@AB_5(M=Fe,Cu)复合材料的低温水热法制备及其电化学性能

采用低温水热法一步制备出氧化物MO(M=Cu,Fe)与储氢合金La Ni_(3.81)Mn_(0.30)Co_(0.79)Al_(0.10)(AB_5合金)的复合材料.低温水热处理对合金的晶体结构没有影响,SEM-EDS照片显示氧化物均匀附着在合金颗粒表面.合金电极的电化学测试表明,Fe_2O_3@AB_5电极的最大放电容量为332.70 m Ah/g,Cu O@AB_5电极为342.61 m Ah/g,均大于未经处理的AB_5合金电极的323.62 m Ah/g.在1 500 m A/g的放电电流下,Fe_2O_3@AB_5电极和Cu O@AB_5电极的高倍率放电(HRD)分别比未处理的合金电极高13.61%和6.63%.在充放电循环250周期后,电极的容量保持率分别为S_(250)(Fe_2O_3@AB5)=63.17%,S250(Cu O@AB_5)=47.81%,S_(250)(AB_5)=61.33%.复合材料电极电化学性能改善的原因可能是生长在储氢合金表面的过渡金属氧化物具有催化活性并参与了电极充放电反应时的氧化还原反应.     

Ti0.17Zr0.08V0.34Nb0.01Cr0.1Ni0.3氢化物电极合金微观结构及电化学性能研究

采用XRD、FESEM-EDS、ICP及EIS等方法研究了Ti_0.17Zr_0.08V_0.34Nb_0.01Cr_0.1Ni_0.3氢化物电极合金微观结构和电化学性能。X射线衍射分析表明：该合金由体心立方结构(bcc)的V基固溶体主相和少量六方结构的C14型Laves相组成；FESEM及EDS分析表明：V基固溶体主相形成树枝晶，C14型Laves相呈网格状围绕着树枝晶的晶界，元素在两相中的分布呈现镜像关系。电化学性能测试结果表明：该合金的氢化物电极在303~343 K较宽的温度区间内，表现出较高的电化学容量，在303 K和343 K时，电化学容量分别为337.0 mAh·g^-1和327.9 mAh·g^-1。在303 K循环100周后，容量为282.7 mAh·g^-1。ICP分析结果表明，氢化物电极在充放电循环过程中，V及Zr元素向KOH电解质中的溶出较为严重。EIS研究表明，金属氢化物电极表面电化学反应的电荷转移电阻(R_T)随循环次数的增加而增加，相应的交换电流密度则随循环次数的增加而降低。氢化物电极循环过程中RT的增大以及V和Zr元素的溶解，可能是导致电极容量衰减的主要原因。     

稀土元素对Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33贮氢合金微观结构和电化学性能的影响

本文研究了稀土元素对Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33合金的微观结构和电化学性能的影响。结果表明,Ti0.26Zr0.07V0.24-xMn0.10Ni0.33REx(RE=Ce,Nd,Gd;x=0.01)合金均有V基固溶体相和C14型Laves相两相组成。合金中两相的晶格参数随加入稀土元素的不同而发生变化。稀土元素部分取代可改善合金电极的活化性能。然而,对合金电极的其他性能影响因元素种类不同而各异。Ce取代增大了合金电极的最大放电容量,Nd元素可以有效改善合金的高倍率放电性能。工作温度对合金电极的放电容量影响较大,Nd和Gd在333 K最大放电容量可达426和465 mAh.g-1。过高的温度使其循环容量衰减加剧。     

硼的添加对Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33贮氢合金结构和电化学性能的影响

Ti_0.26Zr_0.07V_0.24Mn_0.1Ni_0.33Bx(x=0~0.10)系列合金均有V基固溶体相和C14型Laves相两相组成。添加B可提高Ti_0.26Zr_0.07V_0.24 Mn_0.1Ni_0.33合金的放电容量, Ti_0.26Zr_0.07V_0.24Mn_0.1Ni_0.33B0.1合金电极在60 mA·g^-1电流放电时的放电容量达到476.7 mAh·g^-1.B的添加不同程度地降低了合金的高倍率放电性能, 使合金电极表面上电化学反应的电荷转移电阻(R_ct)显着增加, 交换电流密度(I₀)显着降低。添加B可显着改善Ti_0.26Zr_0.07V_0.24Mn_0.1Ni_0.33合金电极的高温放电性能, Ti_0.26Zr_0.07V_0.24Mn_0.1Ni_0.33B_0.025合金电极在343 K高温下其放电容量达到525.6 mAh·g^-1.     

硼的添加对Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33贮氢合金结构和电化学性能的影响

Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33Bx(x=0~0.10)系列合金均有V基固溶体相和C14型Laves相两相组成。添加B可提高Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33合金的放电容量,Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33B0.1合金电极在60 mA·g-1电流放电时的放电容量达到476.7 mAh·g-1。B的添加不同程度地降低了合金的高倍率放电性能,使合金电极表面上电化学反应的电荷转移电阻(R ct)显著增加,交换电流密度(I0)显著降低。添加B可显著改善Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33合金电极的高温放电性能,Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33B0.025合金电极在343 K高温下其放电容量达到525.6 mAh·g-1。     

Ni添加对0.4Zr0.1V1.1Mn0.5Cr0.1合金的相结构和电化学性能的影响

本文通过XRD、SEM、EDS研究了Ti_0.4Zr_0.1V_1.1Mn_0.5Cr_0.1Ni_x(x=0，0.2，0.4，0.6，0.8)合金的相结构和电化学性能。该合金系由BCC结构的V基固溶体主相和六方结构的C14 Laves第二相组成，Ni能够促进第二相的生成，Ni含量的增加导致了各相中的化学组成和晶格参数的变化，并通过电化学方法研究了Ni含量对_0.4Zr_0.1V_1.1Mn_0.5Cr_0.1合金电极的最大放电容量、自放电性能、高倍率放电性能、循环稳定性能等的影响。     

稀土元素取代对Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33贮氢合金结构和电化学性能的影响

研究了5种稀土元素部分取代V对Ti_0.26Zr_0.07V_0..24Mn_0.1Ni_0.33合金的微观结构和电化学性能的影响。结果表明,Ti_0.26Zr_0.07V_0.24Mn_0.1Ni_0.33和Ti_0.26Zr_0.07V_0.24-xMn_0.1Ni_0.33RE_x（x=0.005;RE=La,Ce,Nd,Ho,Y）均由体心立方结构的钒基固溶体相和六方结构的C14Laves相组成。在合金中加入稀土元素,会使合金中两相的晶胞体积同时增大。稀土元素部分取代V均改善了合金电极的活化性能。La和Nd元素取代后,合金电极的最大放电容量明显增加,而Ce的取代提高了合金电极的循环稳定性。Ce,Nd,Ho,Y均改善了合金电极的倍率放电性能。合金电极在高温状态下表现出了良好的放电性能,其中Nd在333K时放电容量可达550.4mAh·g^-1。稀土元素对荷电保持率的影响各异。     

稀土元素取代对Ti_(0.26)Zr_(0.07)V_(0.24)Mn_(0.1)Ni_(0.33)贮氢合金结构和电化学性能的影响

研究了5种稀土元素部分取代V对Ti0.26Zr0.07V0..24Mn0.1Ni0.33合金的微观结构和电化学性能的影响。结果表明,Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33和Ti0.26Zr0.07V0.24-xMn0.1Ni0.33REx(x=0.005;RE=La,Ce,Nd,Ho,Y)均由体心立方结构的钒基固溶体相和六方结构的C14 Laves相组成。在合金中加入稀土元素,会使合金中两相的晶胞体积同时增大。稀土元素部分取代V均改善了合金电极的活化性能。La和Nd元素取代后,合金电极的最大放电容量明显增加,而Ce的取代提高了合金电极的循环稳定性。Ce,Nd,Ho,Y均改善了合金电极的倍率放电性能。合金电极在高温状态下表现出了良好的放电性能,其中Nd在333 K时放电容量可达550.4 mAh·g-1。稀土元素对荷电保持率的影响各异。     

Investigation of the influence of nickel content on the correlation between the hydrogen equilibrium pressure for hydrogen absorbing alloys and the capacity of MH electrodes in open and closed cells

Two series of overstoichiometric AB_2.4 alloys [(Zr_0.35Ti_0.65)(V_1.33Cr_0.4Fe_0.27)_{2– x} Ni_{0.4+ x} and (Zr_0.5Ti_0.5)(V_0.8Mn_0.8Cr_0.4)_{2– x} Ni_{0.4+ x} ], differing in the Zr to Ti ratios in group A and the presence of Mn or Fe in group B, were examined to consider the influence of various amounts of nickel on the structural parameters following the sorption of hydrogen. To predict the electrochemical behaviour of the prepared alloys as negative electrodes for Ni-MH cells, the pressure-composition isotherms (PCT) determined for the gas/solid phase system were correlated with the electrochemical pressure-composition (EPC) isotherms estimated from the rest potential of the alloy electrode. For preliminary assessment of the practical usefulness of the prepared samples, the electrodes made of all the alloys were subjected to charge/discharge measurements in a half-cell in 6 M KOH solution and the discharge capacities were estimated. Of the alloys with Fe and Mn components, the samples (Zr_0.35Ti_0.65)(V_0.93Cr_0.28Fe_0.19Ni_1.0) and (Zr_0.5Ti_0.5)(V_0.68Mn_0.68Cr_0.34Ni_0.7) provided the highest capacities. These alloys were chosen for testing the charge/discharge cycleability in closed Ni-MH cells. The reversibility of the cell with the former sample decreased significantly around the 25th cycle, whereas the discharge capacity of the cell with the latter sample remained almost unchanged during 100 cycles of testing. Electronic Publication     

Ti-V-Nb-Cr-Ni电极合金的微观结构及某些动力学性能研究

本文采用XRD，FESEM-EDS及电化学阻抗谱(EIS)等方法对V基固溶体Ti_0.25V_0.34Nb_0.01Cr_0.10Ni_0.30电极合金的微观结构及某些动力学性能，如交换电流密度(i₀)、氢的扩散系数(D)等进行了研究。XRD和FESEM-EDS分析测试结果表明：Ti_0.25V_0.34Nb_0.01Cr_0.10Ni_0.30电极合金由BCC结构的V基固溶体主相和少量的TiNi基第二相组成，其中，V基固溶体主相为树枝晶形状，TiNi基第二相呈网格状围绕着树枝晶。EIS及其等效电路分析结果表明，电极表面电化学反应的电荷转移电阻(R_T)随着温度的升高而降低，而交换电流密度和氢在合金本体中的扩散系数随着温度的升高而升高。在343 K时的交换电流密度分别为323 K和303 K的3.6倍和13.6倍，氢的扩散系数略有升高。电化学反应的表观活化能(Δ_rH)59.091 kJ·mol^-1远高于AB₅型合金的28.10 kJ·mol^-1。Ti_0.25V_0.34Nb_0.01Cr_0.10Ni_0.30合金电极的放电容量在303～343 K较宽的温度区间内随温度的升高而增加，且高温倍率放电(HRD)性能优于低温，当放电电流密度较大时，氢的扩散是放电过程的主要速度控制步骤。     

Hydrogen sorption and electrochemical properties of alloys: Systems Zr-Ti-Ni-V-Mn with laves phase structures

Using scanning electron microscopy and x-ray phase analysis techniques, it is shown that the C14-type Laves phase with a wide homogeneity reaching the AB_2.3 stoichiometry is the main phase in the Zr_0.5Ti_0.5Ni_yV_0.5Mn _x alloys, where y = 0.8–1.4 and x = 0.1–1.7. With the increase in the nickel and manganese contents and in the stoichiometric ratio B/A, the hydrogen capacity decreases from 2 to 1.6 wt %, the equilibrium pressure of hydride phases increases, and the hydrides become less stable. The highest discharge capacity is reached for stoichiometric ratios AB_1.7–2.3, where the maximum discharge capacity at a discharge current density of 100 mA/g is 300 (mA h)/g. Alloys that contain ferrovanadium in place of vanadium are also considered.