【摘 要】
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氢能被公认为世界上最清洁的能源,而且氢的储备量也是非常高,所以研究氢能的开发和利用对我们的生活有着重要的意义。而理论上来说,镁基储氢合金的储氢量较高,例如Mg2Ni高达3.6 wt.%,同时价格低廉,但存在着吸放氢条件严苛、动力学性能差等缺点。已有研究表明,各类碳基材料对储氢合金的各项性能均有改善作用,本文着重研究Mg2Ni合金中复合氧化石墨烯(GO)对合金储氢性能的改善,进一步探究了氧化石墨烯(
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氢能被公认为世界上最清洁的能源,而且氢的储备量也是非常高,所以研究氢能的开发和利用对我们的生活有着重要的意义。而理论上来说,镁基储氢合金的储氢量较高,例如Mg2Ni高达3.6 wt.%,同时价格低廉,但存在着吸放氢条件严苛、动力学性能差等缺点。已有研究表明,各类碳基材料对储氢合金的各项性能均有改善作用,本文着重研究Mg2Ni合金中复合氧化石墨烯(GO)对合金储氢性能的改善,进一步探究了氧化石墨烯(GO)与碳纳米管(CNTs)共同复合Mg2Ni合金,对其结构、电化学性能和动力学性能的影响。(1)通过对不同的碳基材料石墨烯(G)、介孔碳(CMK)、碳纳米管(CNTs)和氧化石墨烯(GO)复合Mg2Ni合金进行球磨,发现均能够显著提高最大放电容量和改善放电动力学性能。其中当复合氧化石墨烯(GO)时,最大放电容量达到为173.75 m Ah/g,并探讨了实验的最佳制备工艺。(2)改变氧化石墨烯(GO)的复合量,发现合金的放电容量也随之变化。在一定复合范围,复合量与合金的最大放电容量呈现出正相关性,复合量为15wt.%时,达到最大放电容量292.30 m Ah/g,放电特性平台也是最长的,同时能够减少电池的自放电情况。(3)选择最佳复合比例的合金样品Mg2Ni+15 wt.%GO,研究球磨时间对其电化学性能的影响。结果表明,随着球磨时间的继续增加,并没有使合金的放电容量增加,反而减小了,实验证实最佳的球磨时间为5 h。(4)在Mg2Ni+15 wt.%GO的基础上复合不同比例的碳纳米管(CNTs),随着CNTs含量的增加,放电容量呈现先增大后减小的变化,表明适量CNTs的复合可以改善Mg2Ni+15 wt.%GO合金的电化学性能。
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