RE-Mg-Ni储氢合金的吸放氢容量衰减检测及机理研究

来源 :河北大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:xielianqin
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随着现代科技的快速发展,特别是最近几年氢能的研究进展突飞猛进。La-Mg-Ni系合金具有理论容量高、活化性能好等突出优势成为研究热点之一。其中AB2型合金理论储氢容量很高,但实际容量比较低,而且循环性能差,容量衰减严重,因此如何解决这些问题成为了这类合金研究的主要方向。本文使用X射线衍射(XRD)\扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了合金的相结构、组成及形貌;通过气态储氢性能测试设备Sieverts测试仪对合金的气态吸放氢容量及循环性能进行了研究。通过XRD分析合金的相组成,发现合金主要相为(LaSm)MgNi4相和LaNi5相两相组成,不论淬速大小还是循环次数,均不改变合金的相组成。在经过30次循环吸放氢之后,合金的主相衍射峰宽化,形成了(LaSm)MgNi4-H氢化物非晶相,此外,LaNi5相仍为晶态。随着淬速提高,衍射峰的半峰宽变大,这可能是由于快淬处理导致的晶粒细化和储存了大量的晶格应力有关。SEM显示随着循环次数的增多,合金颗粒直径尺寸明显减小,出现粉化现象,而且合金颗粒上的裂纹宽度加宽。但是高淬速合金粉化程度比低淬速合金的粉化程度小。在TEM图像中,合金中LaNi5相形成的组织仍为晶态,而主相(LaSm)MgNi4经过吸放氢后组织发生改变:由晶态转变为非晶态,这是造成容量衰减的原因。测试了不同淬速和不同循环次数的合金吸放氢性能。发现合金吸放氢量随着循环次数的增加而减少,淬速5m/s合金从第一次吸氢量1.6082wt%,降至第30次吸氢量的0.6902wt%,容量衰减很大。淬速对合金吸氢的稳定有一定影响。循环30次后,吸氢保持率分别是41.80%(3m/s)、42.92%(5m/s)和46.47%(10m/s)。淬速可提高合金的循环稳定性。
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