Mg-,2-Ni系儲氫合金的制備及性能研究.pdf

1、鎂系儲氫合金由于其儲氫量高、密度小、資源豐富與價格低廉等等一系列優(yōu)點，被認(rèn)為是最具有開發(fā)前景的儲氫材料之一。然而它也存在著一些缺點，如吸放氫條件比較苛刻，生成的氫化物過于穩(wěn)定，吸氫動力學(xué)性能差，合金電極在堿液中的耐腐蝕性差，循環(huán)壽命低等。本文通過感應(yīng)熔煉法、感應(yīng)熔煉法+擴(kuò)散退火制得Mg2Ni與Mg-Ni-Zr兩個系列的4種鎂系儲氫合金試樣；采用兩步法制得Mg2Ni、Mg-Ni-Fe、Mg-Ni-Al、Mg-Ni-Cr、Mg-Ni-Ti與

2、Mg-Ni-Al-Cr六個系列20種不同成分的儲氫合金試樣。并對所制得的合金試樣進(jìn)行了X射線結(jié)構(gòu)分析、金相分析、SEM分析、化學(xué)成份分析、TEM分析、粒度分析與電化學(xué)性能分析（包括放電容量分析、循環(huán)穩(wěn)定性分析與擴(kuò)散系數(shù)測定），試驗結(jié)果表明： （1）采用感應(yīng)熔煉法可以在較低的溫度下制得Mg2Ni與Mg2Ni0.9Zr0.1兩種鎂系儲氫合金。X射線結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，兩種合金的主相均為吸氫相Mg2Ni。電化學(xué)性能分析結(jié)果表明，Mg2N

3、i與Mg2Ni0.9Zr0.1的室溫恒電流初次放電容量分別為45.6mA·h·g-1與56.7mA·h·g-1；20次充放電循環(huán)后，二合金電極的放電容量衰減率分別為97％與87％。值得注意的是，擴(kuò)散退火后，合金電極的電化學(xué)性能得以明顯改善。 （2）采用兩步法，通過調(diào)節(jié)取代元素的種類與合金成分可以制得Mg2Ni、Mg-Ni-Fe、Mg-Ni-Al、Mg-Ni-Cr、Mg-Ni-Ti與Mg-Ni-Al-Cr六個系列20種合金。X射線

4、結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，兩步法制得的所有合金的主相均為吸氫相Mg2Ni，在Mg-Ni-Al與Mg-Ni-Al-Cr兩個系列合金中出現(xiàn)了另一種吸氫相Mg3AlNi2。電化學(xué)性能分析結(jié)果表明，在這六個系列合金中，Mg-Ni-Al-Cr系列合金電極的電化學(xué)性能最佳，其室溫恒電流初次放電容量平均達(dá)到110mA·h·g-1左右，20次充放電循環(huán)后，放電容量衰減率約50％。 另外，本文還著重討論了制備工藝、取代元素、吸氫相Mg3AlNi2、擴(kuò)散系