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摘要
本文在综述国内外贮氢合金尤其是型稀土系贮氢合金研究进展的基础
上,以系贮氢合金作为研究对象,采用和等结构
分析方法,恒电流充放电循环、循环伏安、电化学阻抗谱、阳极极化等电化学
测试方法系统的研究了部分取代、表面化学处理、放电截止电位对于贮氢
合金结构、表面形貌以及电化学性能的影响。
采用电弧熔炼法制备了型贮氢合金,
研究了该系列合金的结构和电化学性能,研究以部分取代对型贮氢
合金的影响。实验表明,该系列合金主要包含相和相。随着含
量的增加,合金电极的最大放电容量逐渐降低,但循环稳定性得到了明显改善。
通过、阳极极化等电化学测试阐明,适量的存在有助于改善合金的
电催化性能、减小合金电极表面的电荷转移阻力和提高氢在合金体相内的扩散
速率综合比较,以,即合金的综合电化学性能
最好。
研究了硼氢化钾、热碱、硼氢化钾的热碱溶液等几种表面化学处理方法对
型贮氢合金的结构和电化学性能的影响。发现
贮氢合金经表面化学处理后,合金的表面形貌发生了改变
研究表明各种表面处理方法均明显改善了合金电极的放电容量和循环稳定性。
各种表面处理方法都有效地提高了合金体相内的氢扩散速率,并有利于降低合
金电极表面的电化学反应阻抗。以综合电化学性能比较,在本实验所研究的几
种表面化学处理方法中,硼氢化钾的热碱溶液处理是一种较好的处理方法。
通过在贮氢合金电极的电化学测试过程中设置不同的放
电截止电位一。、,研究放电截止电位对于贮氢合金电
极的电化学性能的影响。研究发现,适当的放电截止电位可以在放电容量、循
环稳定性、合金电极表面电化学反应阻抗、氢扩散速率等方面提高合金电极的
电化学性能。
关键词,型贮氢合金电化学性能表面处理截止电位
摘要
卜
从
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词年月习日
第一章绪论
第一章绪论
第一节引言
能源是人类社会活动的根本动力,随着人类活动能力的不断加强和社会发
展的日益加快,人类对能源的需求量越来越大,石油、煤炭、天然气等化石资
源日见枯竭。因此,寻找开发新型能源成为人类迫切需要解决的问题。许多科
学家认为,氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二
次能源。但由于氢易气化、着火、爆炸,因此如何妥善解决氢能的贮存和运输
问题也就成为开发氢能的关键。传统储氢方法有两种,一种方法是利用高压钢
瓶氢气瓶来储存氢气,但钢瓶储存氢气的容积小,瓶里的氢气即使加压到
个大气压,所装氢气的质量也不到氢气瓶质量的,而且还有爆炸的危险
另一种方法是储存液态氢,将气态氢降温到一变为液体进行储存,但液
体储存箱非常庞大,需要极好的绝热装置来隔热,才能防止液态氢不会沸腾汽
化近年来,一种新型简便的储氢方法应运而生,即利用贮氢合金金属氢化
物来储存氢气。
研究证明,某些金属具有很强的捕捉氢的能力,在一定的温度和压力条件
下,这些金属能够大量“吸收”氢气,反应生成金属氢化物,同时放出热量。
其后,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,将储存在其中的氢释放出来。
这些会“吸收”氢气的金属,称为贮氢合金。
贮氢合金的储氢能力很强。单位体积储氢的密度,是相同温度、压力条件
下气态氢的倍,也即相当于储存了个大气压的高压氢气。由于贮氢合
金都是固体,既不用储存高压氢气所需的大而笨重的钢瓶,又不需存放液态氢
那