杨敬葵
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王新华
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贝雅耀
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潘洪革
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陈立新
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李寿权
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葛红卫
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陈长聘
稀有金属材料与工程
为改善LiAlH4和LiNH2的储氢性能,将两者混合球磨制备LiAlH4/LiNH2复合体系,并添加TiF3和Ti作为复合体系催化剂.采用DSC、TG、XRD和储氢特性测定等手段研究催化剂TiF3和Ti对LiAlH4/LiNH2复合体系储氢性能的影响.结果表明:添加Ti和TiF3可显著改善Li-Al-N-H储氢体系的放氢动力学性能、提高放氢总量和降低体系的放氢温度.添加5%(摩尔分数,下同)TiF3催化剂后,LiAlH4/LiNH2复合体系球磨过程放氢量由1.27%(质量分数,下同)增加到1.69%,总放氢量由5.95%增加到6.85%.起始放氢温度由150℃降低到75℃.
关键词:
储氢材料
,
LiAlH4
,
LiNH2
,
TiF3
,
Ti
葛红卫
,
王新华
,
张琰
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李慧
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陈立新
,
李寿权
,
严密
,
陈长聘
功能材料
为改善Ti(Cr-Mn)2 AB2型合金的储氢性能,采用A侧过化学计量和过渡金属部分替代Mn进行多元合金化,系统研究了Tix(Cr-Mn-M)2(x=1.0,1.1;M=V、Fe、Ni、Cu)合金的储氢性能.研究结果表明,V、Fe、Ni、Cu部分替代Mn进行多元合金化后,合金主相仍保持C14(MgZn2)型Laves相,合金晶胞体积增大.合金化元素部分替代Mn后合金的活化性能得到明显改善,合金吸放氢量增大,吸放氢压力滞后减小.除Fe使合金放氢平台压力有所升高外,其余合金化元素均使合金的吸放氢平衡压力有不同程度的降低,这是由于合金的晶胞体积增大所致.在所形成的合金中,以Ti1.1Cr1.2Mn0.5CuO0.3的综合性能最好,其室温下吸放氢量分别达到1.95%和1.72 9,6(质量分数).采用该合金与自制的轻质高压储氢容器(工作压力为40MPa)复合组成金属氢化物复合式高压储氢器,对其储氢密度的计算结果表明,当储氢合金的填充量(体积分数)达到0.20时,该复合式储氢器总的体积储氢密度将提高57%.
关键词:
储氢合金
,
金属氢化物
,
储氢容器
,
高压氢
朱云峰
,
潘洪革
,
马建新
,
李寿权
,
葛红卫
,
应窕
,
王启东
金属学报
研究了Cr部分替代Mn对Ti-Zr-V-Mn-Ni贮氢合金相结构、显微组织及电化学性能的影响.结果表明,随着Cr的加入,合金电极的循环稳定性得到明显改善,但电极放电容量有所下降.XRD及EDS分析表明,合金主要由六方结构的C14 Laves母相和立方结构的TiNi型第二相构成,Cr替代后,合金中出现了立方结构的V-Cr固溶相.金相显微组织显示,铸态和退火态合金均由连续的C14 Laves相基体以及TiNi型树枝晶第二相组成.
关键词:
Ti基贮氢合金
,
null
,
null
吴晓诚
,
王新华
,
李寿权
,
葛红卫
,
陈立新
,
严密
,
陈长聘
稀有金属材料与工程
采用机械球磨法制备LiBH4/Li3AlH6复合体系,通过TG/DSC/MS、XRD等方法对其储氢性能及机理进行研究,并对其放氢反应激活能进行计算.结果表明,LiBH4-Li3AlH6复合体系从室温加热到500℃条件下发生3步放氢反应:首先,Li3AlH6分解生成A1并放出氢；然后部分生成的Al与LiBH4发生反应放出氢气；最后,剩余的Al与LiH反应放出氢气.复合体系总的放氢量达到8.5％(质量分数,下同),完全放氢后的复合物在8 MPa和400℃条件下最大吸氢量达到4.9％.并对LiBH4-Li3AlH6复合体系放氢过程机理进行了分析.
关键词:
储氢材料
,
储氢性能
,
配位氢化物
,
激活能
蒋威
,
陈立新
,
郑小腾
,
葛红卫
,
刘飞烨
,
肖学章
,
雷永泉
材料科学与工程学报
采用先熔炼Ti2Cu再添加Ni粉进行复合球磨的工艺方法探索制备了Ti-Cu-Ni基非晶合金,并研究了Ni粉添加量和球磨时间对合金相结构与电化学储氢性能的影响.结果表明,Ni粉添加量和球磨时间对合金的相结构与电化学性能有显著影响.其中,晶态Ti2Cu熔铸合金的放电容量仅为3.7mAh/g;将其球磨120 h后的放电容量仍然只有14.4mAh/g;当添加Ni粉复合球磨120h形成非晶结构后,其放电容量得到明显提高,其中Ti2Cu+50%Ni复合物的最大放电容量为82mAh/g,Ti2Cu+100%Ni复合物的最大放电容量达到168mAh/g.同时,随着球磨时间的增加,合金的非晶化程度也增强,放电容量随之提高.研究发现,添加Ni粉进行复合球磨有助于Ti2Cu的非晶化转变,同时Ni还起到良好的电催化作用,改善了合金的电化学性能.
关键词:
金属氢化物电极
,
Ti2Cu基合金
,
非晶态
,
电化学性能
,
球磨
王新华
,
陈如柑
,
李寿权
,
陈立新
,
葛红卫
,
方国华
,
陈长聘
稀有金属材料与工程
根据金属氢化物的热力学特性,储氢合金可应用于热驱动化学氢压缩器.针对热驱动化学氢压缩器用储氢合金的要求,系统研究了Ti-Mn系和Ti-Cr系多元储氢合金的储氢性能,研究了Cr/Mn比,Fe部分取代Cr,Zr部分取代Ti以及A侧过化学计量对Ti-Mn系和Ti-Cr系多元储氢合金的储氢容量、吸放氢平台特性(包括压力、滞后和平台倾斜度等)、热力学性能、活化和动力学性能的影响,筛选出一对性能优良的储氢合金(Ti0.95Zr0.15)(Mn1.1Cr0.7V0.2)和(Ti0.95Zr0.07)(Cr1.4Mn0.4Fe0.1Cu0.1)分别作为两级热驱动化学氢压缩器的低压级和高压级合金.以此2合金设计制作了氢容量为50 L的压缩器,以水作为热交换介质可将压力为2.5 MPa氢气压缩到40 MPa以上.
关键词:
储氢合金
,
金属氢化物
,
氢
,
氢压缩器
杭州明
,
肖学章
,
吴哲
,
李寿权
,
葛红卫
,
陈长聘
,
陈立新
功能材料
采用磁悬浮感应熔炼方法制备了Ti_(10)V_(83-x)Fe_6ZrMn_x(x=0、2、4、6)储氢合金,系统研究了Mn含量对合金微观结构和储氢特性的影响.XRD及SEM分析表明,无Mn合金(x=0)具有体心立方(bcc)结构的Ti-V基固溶体单相结构,而含Mn合金(x=2～6)均由bcc主相和C14型Laves第二相组成;随着Mn含量的增加,合金bcc主相的晶格常数和晶胞体积逐渐减小.储氢性能测试表明:该系列合金的吸氢动力学性能较好,在室温和4MPa初始氢压条件下,含Mn合金无需氢化孕育期就能快速吸氢;随着Mn含量的增加,合金的P-C-T放氢平台倾斜度逐渐减小,333K放氢平台压力先增后减,并在x=4达到最高;但合金的室温吸氢容量和333K有效放氢容量随Mn含量的增加而逐渐降低.
关键词:
储氢合金
,
Ti-V基固溶体
,
微观结构
,
储氢性能
,
Mn含量
韩乐园
,
肖学章
,
王顺葵
,
范修林
,
李寿权
,
葛红卫
,
陈立新
稀有金属材料与工程
为改善LiBH4体系的可逆吸放氢性能,将Ce2Mg17合金(简称为CM)及其氢化物(CeH2.51和MgH2,简称为CMH)分别与LiBH4球磨4h制得LiBH4-0.02CM和LiBH4-0.02CMH复合储氢体系,采用MS、TPD、XRD和FT-IR等测试手段研究了不同状态Ce-Mg添加剂对复合储氢体系可逆吸放氢性能的影响及其作用机制.结果表明:Ce2Mg17合金本身对改善LiBH4吸放氢性能没有明显作用;而Ce2Mg17氢化物(即MgH2和CeH2.51)可降低复合体系中LiBH4的放氢温度和提高LiBH4的放氢速率,并可明显改善体系的可逆吸放氢性能.进一步分析表明,MgH2和CeH2.51对LiBH4的协同改性作用是有效降低LiBH4热力学稳定性、提高LiBH4-Ce-Mg复合体系可逆吸放氢性能的主要原因.
关键词:
储氢材料
,
LiBH4
,
Ce2Mg17
,
氢化物
,
放氢性能
刘永锋
,
潘洪革
,
高明霞
,
朱云峰
,
葛红卫
,
李寿权
,
雷永泉
金属学报
Rietveld全谱拟合表明, La0.7Mg0.3(Ni0.85Co0.15)x(x=2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0)型合金主相由(La, Mg)Ni3和LaNi5组成. 随x的增加, (La, Mg)Ni3相的丰度从48.4%(x=2.5)增加到78.2%(x=3.5)然后减小到12.2%(x=5.0); LaNi5相的丰度当x=2.5—3.5时, 保持基本不变(约20%), 当x值增加到4.0时突然增加到71.9%. 随着x增加, 合金的吸氢量首先增加然后减小, 合金放氢平台压力首先保持基本不变然后增加; 合金电极的最大放电容量从228.3 mA•h/g(x=2.5)增加到395.6 mA•h/g(x=3.5), 然后又减小到226.8 mA•h/g (x=5.0). 当放电电流密度Id=1000 mA•h/g时, 合金电极的高倍率性能从x=2.5时的53.5%提高到x=3.5时的85.8%, 然后又减小到x=4.5时的73.9%. 随着x值的增加, 合金电极的电化学反应动力学性能首先增加, 达到一个最大值后, 其动力学性能又有所下降.
关键词:
镁基贮氢合金
,
null
,
null
魏范松
,
雷永泉
,
陈立新
,
廖彬
,
应窕
,
葛红卫
,
吕光烈
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2003.03.002
对比研究了铸态和退火态ReNi3.5Co0.3Mn0.3Al0.4Fe0.5-xSnx(x=0～0.4)贮氢合金的相结构和电化学性能.XRD分析表明,铸态和退火态的无Sn合金均为单相CaCu5型结构;而在含Sn合金中,除CaCu5型结构的主相之外,还存在有LaNiSn第二相,且第二相的含量随合金Sn含量(x)的增加而增多;退火处理可以减少含Sn合金中第二相的含量.电化学测试表明,Sn含量对铸态合金的活化性能没有影响,但Sn含量的增加会导致合金的放电容量降低;退火处理可使Sn含量x≤0.2的合金的活化次数及放电容量略有增加,但使Sn含量更高(x＞0.2)的合金的活化性能及放电容量明显降低.随Sn含量x的增加,铸态合金的放电电位平台、高倍率放电性能及循环稳定性均有所降低;退火处理能显著改善含Sn合金的放电电位平台和循环稳定性,但使合金的高倍率放电性能进一步降低.
关键词:
低Co贮氢合金
,
Sn含量
,
退火处理
,
相结构
,
电化学性能
