镁基材料中储氢相及其界面与储氢性能的调控

镁基储氢材料因储氢密度高、资源丰富、环境友好等优点而备受关注,但其存在吸/放氢温度过高、反应动力学缓慢和循环稳定性差等缺点,阻碍了其大规模产业化进程。尽管镁基储氢材料在新合金体系开发、纳米调控、催化修饰、多相复合等方面取得了巨大进展,但如何获取兼具吸/放氢容量高、温度适中、反应速率快及寿命长等优良性能的镁基储氢材料仍是一个挑战。本文较为系统地总结了镁基材料中储氢相及其界面的种类,论述了其微观组织/界面特征的调控策略和方法。重点探讨了储氢相组成、微观结构及其表/界面结构调控效果对提升储氢热力学与动力学性能的影响规律与作用机制,展望了通过调控储氢相及其界面来设计镁基储氢材料的前景和发展方向。

Zr-Mn-V-Ni储氢电极合金中的Zr-Ni相形成及其晶体结构研究

Ｚｒ（Ｍｎ０．４５－ｘＮｉ０．５５Ｖｘ）２（ｘ＝０．０５～０．４０）Ｌａｖｅｓ相储氢合金中的Ｚｒ－Ｎｉ相类型主要有ＺｒＮｉ和Ｚｒ９Ｎｉ１１相。ＺｒＮｉ１１相在整个研究的成分范围内出现，而 ＺｒＮｉ相仅在ｘ＝０．２０－０．４０范围内出现。Ｚｒ９Ｎｉ１１相的含量与合金中的 Ｍｎ、Ｖ含量关系不大，而ＺｒＮｉ相的含量随合金中的Ｍｎ、Ｖ含量变化呈增加趋势。Ｚｒ９Ｎｉ１１和ＺｒＮｉ相的晶格常数随合金中的Ｍｎ、Ｖ含量变化而出现波动。Ｚｒ９Ｎｉ１１相为长程有序结构，有序堆垛方向为［１００］和［０１０］，同时ＺｒＮｉ１１相基本上被包围在Ｃ１５相中间，并与Ｃ１５相存在一定取向关系，Ｚｒ９Ｎｉ１１相的＜１１１＞晶向与Ｃ１５相的＜１１０＞晶向基本平行，两者的差值在２°～３°之间。

La(Al_(1-x)Mg_x)_2合金的结构及氢化特性研究

通过感应熔炼方法制备了La(Al1-xMgx)2合金,并对其进行了退火处理。结果表明,当x≤0.4时,Mg部分替代Al没有改变合金的晶体结构,仍然是由单相La(Al,Mg)2构成;当x≥0.6时,合金是由La(Al,Mg)2,LaMg3和LaMg相构成。呈C15型的Laves相La(Al,Mg)2的点阵参数随着Mg替代量x的增加而增加。Mg部分替代Al的La(Al0.6Mg0.4)2合金在473K和5MPa氢压下反应5d以后,可以分解成LaH3,MgH2和La3Al11。

气相低温高压储氢密度和能耗的理论分析及比较

如何安全、高效、经济地储存氢气已成为氢能利用进一步发展的瓶颈.传统储氢手段,如室温高压储氢、液化储氢、金属氢化物储氢等存在或储氢密度低、或液化功率高、或需高温加热再生释氢等问题.为此,本文提出一种在氢气临界压力之上的低温高压储氢方式,可在压力不必太高,温度不必太低的情况下实现储氢释氢过程.分析发现,综合储氢密度及储氢能耗, 3种物理储氢方法优劣为:低温高压储氢>室温70 MPa储氢>液化储氢;在储氢压力10 MPa以上存在单位储氢能耗下的储氢密度极大值.本文推荐低温高压储氢参数为:50 MPa,100 K;45 MPa,100 K;40 MPa, 90 K;35 MPa, 80 K;30 MPa, 70 K,其储氢密度在62.3~65.3 kg/m^3之间.