高容量Mg基储氢材料的制备及其储氢性能

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mmxxmm333
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Mg基储氢合金具有储氢容量高、资源丰富等众多优点,但是脱氢温度较高、吸/放氢动力学缓慢以及循环稳定性较差等缺点严重阻碍了其应用与发展。本文采用高能球磨法,将MgH2与AB5型储氢合金、Li BH4等添加剂进行复合,制备了不同组分的复合材料,旨在改善Mg/MgH2储氢体系的脱氢动力学性能并降低其脱氢温度。本文还阐明了AB5、Li BH4等添加剂对MgH2储氢性能的影响,并分析了其在吸/放氢过程中的作用机理。为了探讨AB5合金对MgH2储氢性能的改善作用,本文采用在氢气气氛中高能球磨的工艺,制备了一系列不同成分的MgH2-ANi5(A=Ce、Nd、Pr、Sm和Y)材料,阐明了AB5合金中稀土(RE)元素以及Ni元素对其性能的影响。通过差示扫描量热仪(DSC)和Pro2000气体吸附测量仪分别测试并分析了球磨材料的储氢性能,其中MgH2-5 wt.%Ce Ni5材料球磨6 h的产物脱氢容量最高,具有最佳综合储氢性能。而MgH2-YNi5合金体系脱氢速率最快,在320°C时仅需148 s即可达到饱和脱氢容量的99.2%。通过XRD、SEM物相分析以及JMAK模型拟合,阐明了球磨引入的缺陷以及原位生成稀土氢化物、Mg2Ni H4等催化剂有效的降低了Mg/MgH2储氢体系的脱氢温度,提高了其吸/放氢动力学性能,且此材料体系的脱氢反应控制步骤为一维扩散控制。为了进一步提高Mg/MgH2体系的储氢容量以及循环稳定性,同时将YNi5、Li BH4作为添加剂,与MgH2在氢气气氛下摆振球磨,成功合成了具有优异储氢性能的MgH2-Li BH4-YNi5复合材料。差示扫描量热仪(DSC)和Pro2000气体吸附测量仪测量确定了成分为MgH2-4 wt.%Li BH4-1 wt.%YNi5的复合材料脱氢峰值最低温度降至309.8℃。其在300℃时完全脱氢容量可达7.10 wt.%,综合动力学性能也最优。此外,成分为MgH2-1wt.%Li BH4-1 wt.%YNi5的复合材料吸/放氢循环测试表明其循环200次容量仅降至6.31wt.%,容量保持率高达89.4%,具有优异的循环稳定性。结合XRD、SEM等物相分析,说明在YNi5和Li BH4的协同作用下,形成的Mg Ni3B2和YH3等有效催化活性相,有效改善了Mg/MgH2复合体系的储氢性能。通过纳米化和催化剂可有效改善Mg/MgH2体系的动力学性能。通过分析发现,AB5型储氢合金可以有效降低Mg/MgH2体系的脱氢温度,大大提高其动力学性能。而在YNi5和Li BH4的共同作用下,Mg/MgH2体系的脱氢容量大大提高,同时在经过200次吸/放氢循环后还能保持89.4%的容量,拥有良好的可逆循环性能。
其他文献
三维重建一直是计算机图形学和计算机视觉领域的研究热点。在过去的几年中,使用深度学习技术的单视图的三维重建和三维生成领域迅速发展。随着该领域的不断发展,已经不断的提出了许多的方法,这些方法可以根据它们用作输入输出的形状表示对这些方法进行分类。网格作为常见的三维表达方式也被不断被研究,基于网格的三维重建通常使用图卷积技术来对模版网格进行变形去拟合真实的网格。另一方面,一些研究者将生成模型的结构作为研究
水系储能器件作为一种安全环保、工艺简单以及成本低廉的储能装置,具有非常高的应用价值。但受限于水较窄的电位分解窗口,水系电池的放电电压通常不高,在1.2 V左右。多数正极材料的工作电位都在水析氧电位之下,可直接在水系电解液体系中使用;要提高全电池的工作电压,具有低工作电位的负极材料的构建是关键。氧化铁因具有高的析氢过电势和较低的电荷存储电位,作为水系电池负极有望实现高容量和低工作电位。但氧化铁负极在
随着民航事业的发展,计算机视觉技术在民航领域的应用需求日益增长。机场航站楼作为民航业内人流最密集的场景,其旅客管控工作是航空安全的重要保障。但是目前对航站楼旅客的监控管理还处在依靠人工的阶段,不仅耗费大量的人力,而且工作人员容易疲劳而造成安全隐患。为了提高对航站楼旅客监控视频的智能化分析水平,本文针对旅客智能分析系统的关键技术展开研究和改进。旅客智能分析系统主要基于计算机视觉,涉及的关键技术包括人
稀土掺杂上转换发光纳米材料能够将低能量光子有效地转换成高能量光子,具有发射带窄、近红外可激发、荧光寿命长、光稳定性高等优点在生物成像、治疗、显示、激光、信息安全、防伪等领域具有广阔的应用前景。在具有上转换发光特性的稀土离子中,Ho3+是一种较为理想的发光中心,可实现红绿上转换发射,同时具有其他的功能特性如磁性等。对Ho3+的一系列上转换发光精确调控如Ce3+掺杂实现红光发射、非稳态上转换,为深入理
全球能源可持续发展战略对以酶为核心的绿色生物能源制造提出迫切需求。以大宗油脂为原料,利用脂肪酶和脱羧酶的多酶级联催化合成烃类燃料,以代替传统化石燃料,是当前研究的热点,但目前反应过程中所存在底物传输效率差、转化率低等问题,限制了其下游的应用推广。本论文尝试基于谍标签(SpyTag)/谍捕手(SpyCatcher)的蛋白自组装策略,首先构建脂肪酶(Thermomyces lanuginosus li
环境水样中的天然雌激素一般仅限于雌酮(estrone,E1),雌二醇(17β-estradiol,E2)和雌三醇(estriol,E3),然而对于其它天然雌激素的研究较少。与此同时,乙炔雌二醇(17α-ethynylestradiol,EE2)具有较强的雌激素活性,对野生动物具有较大的危害。本文选取 E1,E2,E3,2-羟基甾酮(2-hydroxyestrone,2OHE1),16α-羟基甾酮(
软土是一种多相介质,其成分、结构复杂,历来都是岩土工程材料研究的热点。由于软土的变形具有明显的时效特征,其对工程建构筑物在长期的强度、稳定性具有不可忽视的影响。软土的时效变形包括固结变形和流变变形,其中流变变形稳定的时间更加漫长。目前针对软土进行的长期固结流变试验相对较少,且关于流变变形的机理还没形成统一的认识。本文以膨润土、高岭土和有机土作为“流变物”和石英砂一起配置的人工土为样本,进行了长期一
电化学沉积是一种高效可控的制备有机半导体薄膜的方法。由于电化学沉积中薄膜的不可逆沉积速率较快,其与可逆自组装的“查错-修复”过程不相匹配,所以电沉积薄膜内部分子排列往往是无序的。目前,为了能有效调控电沉积过程中分子的聚集行为,在电极上得到分子排列有序的结构,研究者们发展了多种方法例如模板法,外延生长和复合物沉积等。但是,这些方法的薄膜加工过程较为复杂,或者仅仅只能在电极上得到不连续分布的纳米结构。
背景脓毒血症急性肾损伤(Sepsis-Associated Acute Kidney Injury,SA-AKI)是重症监护室最常见的AKI类型,在临床上具有较高的发病率和死亡率,其发病机制不同于缺血再灌注导致的AKI,至今尚未完全阐明。既往研究发现,肾小管上皮细胞线粒体损伤是导致SA-AKI的重要机制,干预线粒体损伤,保护线粒体可能成为治疗SA-AKI的有效手段。Humanin是2001年在阿尔
随着有关中子星的观测越来越多,科学家们对中子星物态和性质的约束取得了很大的进步。在本文中,我们使用双中子星合并的引力波事件GW170817和NICER团队对孤立中子星PSR J0030+0451的观测数据对中子星物态和性质进行约束。我们使用同位旋依赖的参数化物态方程和GW170817事件中的观测数据(双中子星的质量和潮汐形变的概率分布)去研究核对称能及中子星的性质。为了使物态与观测数据相融洽,我们