Mg-Y-Ni储氢合金吸放氢动力学性能的研究

摘要：

针对镁基储氢合金吸放氢动力学缓慢的问题,构建Mg-Y-Ni储氢合金体系,预通过Y元素和Ni元素引入催化基团,以获得改善其动力学性能的途径.通过真空感应熔炼制备了Mg95-xY5Nix(x=5,10,15)合金,并采用X射线衍射(XRD)对其不同状态下的相组成进行分析,并采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析合金微观结构和晶体状态.同时,采用Sievert等体积方法测试了试样在不同温度下的等温吸放氢动力学性能.结果表明,氢化后的试样是由MgH2,Mg2NiH4和YH3相组成的纳米晶结构,然而在放氢后,仅有MgH2和Mg2NiH4相发生分解反应,生成相应的Mg和Mg2Ni相并放出氢气.原位生成的YH3相没有发生分解,并弥散分布在母合金中,且扮演积极的催化效应.此外,随着Ni含量的增加,合金吸放氢动力学均明显改善,特别是对于Mg80Y5Ni15合金,其最佳吸氢温度被降低至200℃,且在1 min内便可吸收最大储氢容量的90％.同时,其放氢活化能也被降至67.0kJ·mol-1,且能在320℃下仅需要5 min便可完全释放氢气.其综合储氢性能优越,能为促进镁基储氢合金的实际应用提供了科学途径.

关键词：储氢材料、镁基合金、动力学、氢化反应

所属期刊栏目：46

分类号：TG139.7(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;来晋优秀博士奖励资金资助

在线出版日期：2022-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1021-1030