La-Mg-Ni系超晶格合金的制备与储氢性能研究

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La-Mg-Ni系合金具有储氢容量大、易活化和动力学性能良好等优异的储氢性能,是一种很有发展前景的气固储氢材料和新一代镍氢电池负极材料,得到了众多研究人员的关注。AB3型和A2B7型La-Mg-Ni系超晶格储氢合金是[AB5]亚单元结构和[A2B4]亚单元结构按一定比例沿c轴交替堆垛形成的。储氢合金材料的发展不仅需要提高储氢性能,还需要考虑原材料的成本,可以满足实际中的生产和应用。本文以低成本的Y-Fe、Y-Al中间合金为原料,采用粉末烧结法制备了AB3型和A2B7型La-Mg-Ni系超晶格合金,系统研究了合金结构与储氢性能,并通过调节元素掺杂比例来提高储氢合金的储氢容量和循环稳定性。通过粉末烧结法制备了La0.8-xYxMg0.2Ni3-0.85xFe0.85x(x=0.50,0.55,0.60)超晶格储氢合金,研究了不同剂量的YFe0.85合金对AB3型La-Mg-Ni系超晶格合金结构和储氢性能的影响。合金以Pu Ni3相为主相,同时含有Mg Cu4Sn杂相。合金在室温、5 MPa氢压下能充分活化。PCT测试结果显示,合金的储氢容量随x(Y、Fe含量)增加呈现先增大后降低的趋势,x=0.55时,合金的储氢量达到1.529 wt.%。20圈吸放氢循环测试,合金容量保持率随x增加而增大,x=0.60时,合金容量保持率为95.4%。以粉末烧结法制备了La0.85-yYyMg0.15Ni3.5-0.5yAl0.5y(y=0.20,0.30,0.40)超晶格储氢合金,研究不同剂量Y1.88Al对A2B7型La-Mg-Ni系超晶格合金的结构和储氢性能的影响。合金具备Ce2Ni7、La Ni5两相结构。PCT测试结果显示,合金的储氢容量随y(Y、Al含量)增加从1.352 wt.%增加到1.449 wt.%。经过20圈吸放氢循环,合金容量保持率随y增加而减小,y=0.20时,合金容量保持率为91.4%。
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