氢在Mg_2Ni(100)面的吸附及扩散

运用第一性原理研究氢在清洁和掺杂Al的Mg2Ni(100)面的吸附及扩散.在清洁Mg2Ni(100)表面,氢原子可稳定地吸附于Mg-Ni桥位和Mg-Mg桥位,吸附能为1.19-1.52eV.在掺杂Al的Mg2Ni(100)表面,氢原子可稳定吸附于Al-Ni、Mg-Ni、Mg-Al桥位,吸附能为0.10-0.29eV.氢在掺杂Al的Mg2Ni(100)表面的吸附能低于其在清洁表面的吸附能,说明掺杂Al后氢原子与表面的相互作用减弱.过渡态计算结果表明,氢原子由清洁的Mg2Ni(100)面及掺杂Al的Mg2Ni(100)面扩散至次表层的势垒分别为0.59及-0.04eV,掺杂Al后氢原子的扩散势垒降低,说明氢原子更易由掺杂Al表面扩散至次表层.Al原子替代Mg2Ni(100)面的Mg原子减弱氢原子与表面的相互作用,降低氢原子由表层扩散至次表层的势垒,这可能是Mg2Ni合金掺杂Al可改善其吸氢动力学性能的主要原因之一.     

La_(0.7)Pr_(0.15)Nd_(0.05)Mg_(0.3)Ni_(3.3-x)Co_(0.2)Al_(0.1)(Co_(0.75)Mn_(0.25))_x(x=0.0,0.2,0.4,0.6)的电化学性能研究

在Ar气保护下用悬浮熔炼制备La0.7Pr0.15Nd0.05Mg0.3N i3.3-xCo0.2A l0.1(Co0.75Mn0.25)x(x=0.0,0.2,0.4,0.6)合金,系统研究了Co和Mn对合金储氢性能和电化学性能的影响。XRD相分析表明,合金相主要由(La,Pr)(N i,Co)5,LaMg2N i9,(La,Nd)2N i7和LaN i3相组成;添加Co和Mn后合金中(La,Pr)(N i,Co)5,(La,Nd)2N i7和LaN i3相晶胞体积增加,LaMg2N i9相晶胞体积变小。合金放氢PCT曲线测试表明,随着合金中Co和Mn含量的增加,合金吸氢量先减小后增加,放氢平台压下降,合金氢化物稳定性增加。合金电极电化学性能测试表明,添加Co和Mn使合金电极放电容量减小,容量保持率S100从53.2%(x=0.0)增加到63.0%(x=0.6),合金电极的电循环稳定性增强,高倍率放电性能HRD1500先增加后减小。此外,合金电极的极化电阻先减小后增加,交换电流密度、循环伏安特性阳极峰电流密度和极限电流密度先增加后减小,合金内氢原子扩散系数先增加后减小,表明添加适量的Co和Mn可以提高合金电...     

LiAlH4与Li3AlH6的成键特性及热力学稳定性

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法, 计算了LiAlH4分解反应中各个产物的晶胞参数、电子结构、生成焓和分解反应的反应焓. 反应中各固态、气态物质的晶胞的结构优化后的晶格参数与相应的实验值均符合得较好. 对LiAlH4与Li3AlH6的电子结构分析均表明, 其中的Al—H键为共价键、Li—H键为离子键. 对各分解反应的反应焓计算结果表明, (1) LiAlH4→1/3Li3AlH6+2/3Al+H2,(2) 1/3Li3AlH6→LiH+1/3Al+1/2H2及(3) LiH+Al→LiAl+1/2H2均为吸热反应, 298 K时计算的反应焓分别为14.3、14.9 与50.9 kJ·mol-1, 与相应的实验值符合得较好.     

镨部分替代镧对Mm-Mg-Ni合金电化学性能影响的研究

通过感应熔炼制备Mm_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.5)Co_(0.2)Al_(0.3)(以下简称Mm-Mg-Ni)合金,研究Pr部分替代La对Mm-Mg-Ni合金电化学性能的影响,研究发现合金主要由MmNi_5, LaAlNi_4及La_2Ni_7组成。随着Pr含量增加,合金主相MmNi_5的晶胞体积从0.08821 nm~3(x=0)减小至0.08768 nm~3(x=20),得益于晶胞体积收缩,合金电极充放电循环稳定性增强,经过100次充放电循环后,合金电极的电化学容量保持率由66.4%(x=0)逐渐增加至66.4%(x=5), 70.9%(x=10), 73.6%(x=15)及73.7%(x=20)。此外,以Pr部分替代La,还能提高合金电极的电化学动力学性能。在放电电流密度为1200 mA·g~(-1)时,合金电极的高倍率放电性能HRD1200从56.3%(x=0)分别增加到57.1%(x=5), 57.5%(x=10), 76.3%(x=15)及77.1%(x=20)。     

Al 掺杂对Mg2Ni 合金的电子结构及贮氢性能的影响

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法, 计算Mg_2-xAl_xNiH₄ (x=0, 0.125, 0.25)合金的晶胞体积、电子态密度、键序、电荷布居、生成焓, 分析原子间成键和结构的稳定性, 研究Al 部分替代Mg 对Mg₂Ni 合金及其氢化物的结构和储氢性能的影响. 结果表明: 随着Al 含量的增加, Mg₂Ni 合金晶胞体积减小, 不利于氢原子进入合金中, 导致合金的储氢容量降低. 在Mg_2-xAl_xNiH₄ (x=0, 0.125, 0.25)中, Mg-H和Al-H相互作用远小于Ni-H的相互作用, 随着Al 含量的增加, 氢化物生成焓减少以及Ni-H的相互作用减弱, 氢化物的结构稳定性降低, Al 部分替代Mg能有效改善Mg₂Ni 合金释氢动力学性能.     

光电门技术在重力加速度测量中的应用

根据简谐振动的特点，构建出一个简易的弹簧振子简谐振动实验装置，利用光电门技术测量弹簧振子做简谐振动的周期，同时结合最小二乘法处理实验数据，计算出重力加速度.研究发现利用该装置测量的重力加速度，结果准确度高，稳定性好，易于推广.