钛基合金复合材料的电化学储氢研究

发布时间：2021-01-28 02:35

　　近年来,具有良好电化学性能的Ti基合金可以潜在的应用于新能源和储能材料中。本论文以Ti₄₉Zr₂₆Ni₂₅合金为研究对象,通过掺杂多壁碳纳米管（MWCNTs）、介孔α-Fe2O3颗粒和Cd/Pd核/壳材料形成以Ti基合金为主体的复合材料,并研究Ti₄₉Zr₂₆Ni₂₅复合材料的结构及其电化学储氢性能,本论文的研究内容包括:（1）采用机械合金化技术制备Ti₄₉Zr₂₆Ni₂₅准晶。通过球磨获得了掺杂多壁碳纳米管（MWCNTs）的Ti₄₉Zr₂₆Ni₂₅合金复合材料,掺杂后获得了较小的合金颗粒。研究表明,与原始的Ti₄₉Zr₂₆Ni₂₅合金相比,该复合材料的放电容量、倍率性能、循环稳定性均有较大提高,电荷转移电阻更低。当掺杂MWCNTs的量为5 wt.%时,最佳放电... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

充电和放电过程中水和金属氢化物之间的电化学反应图

第1章绪论4Cu和Si来取代Ni(B侧)。用杂金属(富含Ce的混合金属Mm或富含La的混合金属ML)[26]来取代La(A侧)。各种替代的化合物见表1.2。图1.2LaNi5表面层形成图[25]表1.2各种AB5型合金的储氢容量表OgawaH等人[27]的研究表明，组成MmNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75的合金在成本，存储容量以及循环寿命方面均能够满足实用电池的最低要求。Co是延长循环寿命的关键元素，是商用储氢合金中最昂贵的元素，并且当Co添加量为10wt.%时其占材料总成本的40~50%[28-35]。因此，研究低量Co元素或无Co元素的AB5型合金是有必要的。许多研究工作证明了部分Cu、Zn、Mn、Al、Fe、Si、Cr和Sn等来取代Co的可能性和应用。在MlNi3.5Co0.7-7x合金中使用部分Cu(Cu8xAl0.8x(x=0-0.1)[36,37])替代Co，发现该合金的电化学性能为当50%的Co含量被Cu取代时，合金的循环寿命不会受到影响。MaJ等人[38]研究了无Co的MlNi4.45-xMn0.4Al0.15Snx合金，发现其循环寿命x=0.4是所有合金中最好的，但是，其放电容量仅为269.1mAh/g。Hu

第1章绪论6表1.3C14Laves相AB2MH合金的最新研究成果表如图1.3所示，La和Si都对改善低温性能非常有效。此外，YoungK等人[59]研究表明，PCT滞后与AB2合金的粉碎率相关。引入气体雾化和氢退火直接生产AB2金属粉末[60-61]。还研究了不含V元素的AB2型储氢合金来降低原材料的成本[62-63]。


本文编号：3004199