球磨合成La2Mg17-Ni-NbF5-TiF3復合材料結構及貯氫性能研究.pdf

1、本文在對國內外鎂基貯氫材料的研究進展進行全面綜述的基礎上，以貯氫容量遠高于Mg-Ni系合金的La2Mg17系列合金為研究對象。采用球磨方法以 La2Mg17+xwt％Ni(x=50,100,150,200)+ywt%NbF5/TiF3(y=0,3,5)比例混合制備非晶態(tài)復合材料，從而實現 La2Mg17合金良好的氣態(tài)及電化學吸放氫。用XRD、SEM等材料分析方法以及恒電流充放電、電化學阻抗、電位階躍、線性極化等電化學測試技術，系統研究了

2、Ni粉、催化劑及球磨時間對La2Mg17復合材料的微結構及電化學性能的影響。用自動控制的Sieverts設備測試了La2Mg17復合材料的吸放氫動力學特征，分析了Ni粉、催化劑及球磨時間對La2Mg17復合材料的氣態(tài)吸放氫控制，進一步研究了該過程的反應機理。
　　先研究了Ni粉、催化劑及球磨時間對 La2Mg17復合材料的微結構與氣態(tài)吸放氫性能的影響，發(fā)現球磨后可實現 La2Mg17合金的良好的氣態(tài)可逆吸放氫過程，并且當Ni粉添加

3、量為150wt%時材料具有最大的吸氫量，可達7.29wt% H2。且 Ni粉添加量為150wt%時材料具有最大的常壓放氫量，可達到2.31wt% H2。分析研究表明，球磨可促進復合材料的非晶化，從而改變了La2Mg17復合材料氫化物過于穩(wěn)定的熱力學性質，顯著提高了復合材料的氣態(tài)吸放氫動力學性能。此外，還通過氣態(tài)吸氫動力學模型的引入，對實驗數據擬合估算出各階段發(fā)生氫化反應所需要的時間，為氣態(tài)貯氫材料的表征提供了新的考察指標參數。
　

4、　其次研究了Ni粉、催化劑及球磨時間對La2Mg17復合材料的微結構與電化學性能的影響。球磨可提高材料的非晶化程度，并且顯著提高了復合材料的電化學反應動力學特性。該方法可實現 La2Mg17復合材料的良好的電化學可逆吸放氫，并且當Ni粉添加量為150wt%時材料的放電容量最大，可分別達添加TiF3時的787.07mAh/g和添加NbF5時的775.16mAh/g。復合非晶材料的放電容量主要受材料非晶化程度和材料顆粒尺寸兩方面因素的影響，