双掺杂CNTs和Ni对镁基储氢材料结构和电化学性能的影响

发布时间：2021-11-15 09:14

　　镁基储氢合金因为其具有高达7.2 wt.%的储氢能力,低廉的价格,丰富的储量,成为最具前景的储氢材料之一。但镁基储氢材料的应用也存在一定局限性,如吸放氢的发生温度高、吸氢动力学差、循环稳定性差等诸多问题,这些问题限制了该材料在氢能领域的应用。本文以镁基储氢合金Mg₂Ni为基,同时掺杂碳纳米管（CNTs）以及Ni,实现了镁基材料吸放氢性能以及循环稳定性的改善,同时对其机理进行系统分析,得到了一系列有价值的成果。1.掺杂不同比例的Ni单质于Mg₂Ni-CNTs复合储氢合金中,进行5h的真空球磨,发现其中掺杂3 wt.%Ni单质和10 wt.%CNTs的复合材料样品在蓝电的循环测试中达到了最大放电容量318.5 mAh/g。随着Ni单质掺杂比例的增加,最大放电容量有所降低,但是合金的容量保持率与Ni单质的含量呈正相关,当x=9时,电极中合金的容量保持率达到了10%。Ni单质的掺杂对合金的自放电性能无明显的促进作用,随着Ni单质掺杂量的增加,合金的荷电保持率（CRT）有明显的下降。2.研究了10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2<... 

【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 储氢材料的分类
    1.3 储氢合金的分类
        1.3.1 稀土系储氢合金
        1.3.2 锆系储氢合金
        1.3.3 钛系储氢合金
        1.3.4 镁基储氢合金材料
    1.4 镁基储氢合金的作用机理
        1.4.1 镁基储氢合金的储氢作用机理
        1.4.2 镁基储氢合金电极的储氢机理
    1.5 镁基储氢材料的制备方法及其研究现状
        1.5.1 镁基储氢材料的制备方法
        1.5.2 镁基储氢合金的元素替代改性
        1.5.3 镁基储氢合金的催化改性
        1.5.4 镁基储氢合金的纳米化改性
    1.6 碳纳米管在储氢方面的研究现状
        1.6.1 碳纳米管结构及性质
        1.6.2 碳纳米管储氢机理
        1.6.3 碳纳米管用作储氢合金的研究现状
    1.7 本文研究目的及研究内容
第二章 实验方法
    2.1 实验材料及仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验流程
    2.3 实验样品表征方法
        2.3.1 合金的结构测试(XRD)
    2.4 合金电化学性能研究
第三章 掺杂Ni单质对10 wt.%CNTs+Mg_2Ni电化学性能的影响
    3.1 10 wt.%CNTs+x wt.%Ni+Mg_2Ni(x=0、3、6、9)储氢合金电极性能的研究
        3.1.1 10 wt%CNTs+x wt%Ni+Mg_2Ni合金的相结构
        3.1.2 合金的放电容量
        3.1.3 合金的放电特性曲线
    3.2 球磨10h10 wt.%CNTs+x wt.%Ni+Mg_2Ni(x=0、3、6、9)合金电极的自放电性能
    3.3 章末小结
第四章 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金电极性能的研究
    4.1 球磨时间对10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金相结构的影响
    4.2 球磨时间对10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金电化学性能的影响
        4.2.1 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金的放电容量
        4.2.2 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金的放电特性
        4.2.3 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金电极的高倍率放电性能
    4.3 干磨/湿磨对合金性能的影响
        4.3.1 合金的相结构
        4.3.2 合金的放电容量
        4.3.3 合金的放电特性
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[2]共沉淀—还原扩散法制备La-Mg-Ni-Co系储氢合金的研究[D]. 谭聪.华中科技大学 2013
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本文编号：3496482