球磨REMg11Ni+x％Ni(RE=La,Ce,Pr,Ndx=100,200)型合金的儲氫性能研究.pdf

1、當(dāng)今社會能源危機(jī)日益嚴(yán)重,伴隨著煤、石油、天然氣等不可再生資源的過度開發(fā)利用,環(huán)境污染已嚴(yán)重影響到人們的正常生活。而過度污染的罪魁禍?zhǔn)字饕獨(dú)w因于汽車尾氣的過度排放,煤炭等傳統(tǒng)燃料資源的不合理開發(fā)利用。因此對用以補(bǔ)充日益枯竭的不可再生資源以及能改善環(huán)境的新能源的開發(fā)迫在眉睫,而氫能作為眾多新能源中的一種潔凈能源以其獨(dú)特的優(yōu)勢脫穎而出,而氫能的儲運(yùn)一直是各國學(xué)者研究的焦點(diǎn)。而最為優(yōu)良的儲運(yùn)方式非金屬氫化物莫屬,在眾多儲氫合金中,稀土鎂基儲氫

2、合金具有吸氫量大,放電容量高,成本低、質(zhì)量輕等特點(diǎn)而逐漸引起各國學(xué)者的關(guān)注。
　　在本實(shí)驗方案中,REMg11Ni(RE=La Ce Pr Nd)儲氫合金,在負(fù)壓條件下,采用感應(yīng)熔煉法制備,并充入0.04MPa He氣作為保護(hù)氣體以減少RE和Mg的揮發(fā),將所得鑄態(tài)合金機(jī)械粉碎并添加100％和200％N i粉進(jìn)行機(jī)械合金化,經(jīng)測試表明,添加200％Ni粉球磨后REMg11Ni(RE=La Ce Pr Nd)合金的最大放電容量分別可達(dá)

3、到1053.5、1040、1135.5、1079.8mAh/g,而鎳粉添加量為100％時,合金的吸氫量最大,依次為5.595、5.583、5.858、5.849wt％,除 Ce以外其余合金的吸氫量隨著機(jī)械合金化時間的增加而降低,然而鑄態(tài)合金要經(jīng)過多次吸放氫過程才能達(dá)到飽和吸氫量,吸氫量依次為4.576wt％、4.587wt％、3.371wt％,鑄態(tài)NdMg11Ni儲氫合金經(jīng)過30小時幾乎不吸氫。對于合金的高倍率放電性能,隨著放電電流密度

4、的增加,合金的高倍率放電性能降低,當(dāng)放電電流密度相同時,隨著球磨時間的增加,合金的高倍率放電性能基本都呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。
　　合金內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)可以通過機(jī)械合金化工藝改變,在一定時間范圍內(nèi),隨著球磨時間的增加,合金內(nèi)部非晶相增加,所得合金為非晶和納米晶混晶組織,而過多的非晶相不利于氫原子在合金內(nèi)部的擴(kuò)散,從而導(dǎo)致合金吸氫量、吸氫速率的降低。同時添加 Ni粉有利于合金非晶化,并且對合金的電化學(xué)性能和氣態(tài)吸放氫性能具有一定的催化作用。