熔盐电解法制备Mg-Ni、La-Ni储氢合金及储氢性能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:crazyapple123
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  (1)研究了在650℃的LiCl-KCl熔盐体系中Mo丝工作电极上Mg(Ⅱ)沉积的电化学行为,计算了Mg(Ⅱ)的扩散系数。研究了在熔盐体系中Mg(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)离子在Mo丝上的共沉积电位,得到Mg-Ni合金两种金属间化合物的还原峰电位分别为-1.5和-1.54V(vs. Ag/AgCl)。分别采用恒电位和恒电流的电解方法制备了Mg-Ni合金,XRD的分析结果表明电解产物为Mg2Ni。与恒电位相比,恒电流电解将时间缩短为2个小时,说明采用恒电流法可以更有效的制备Mg2Ni合金。
  (2)研究了在650℃的LiCl-KCl熔盐体系中Mo丝工作电极上La(Ⅲ)沉积的电化学行为,并计算了La(Ⅲ)的扩散系数。研究了在LiCl-KCl体系中La(Ⅲ)在Ni电极上的电化学行为,得到La-Ni合金两种金属间化合物的还原峰电位分别为-1.58和-1.83V(vs. Ag/AgCl)。在-1.6V下以Ni片作为工作电极进行恒电位电解,通过XRD分析结果表明得到了单一的LaNi5合金。而通过恒电流电解,电解产物为La2Ni3和LaNi5,说明通过恒电流电解不易制备单一的LaNi5合金。
  (3)对用熔盐电解法制备的Mg2Ni和LaNi5合金采用容量法进行了储氢性能测试,并由程序升温脱附(TPD)测试了Mg2Ni和LaNi5的初始放氢温度和结束放氢温度。由活化曲线可知Mg2Ni需要4次循环才能完全活化,而LaNi5合金需要3次循环就会完全活化。由吸/放氢速率曲线可知,在温度为350℃时,Mg2Ni合金的吸氢量为2.702wt.%;在温度为0℃时,LaNi5合金的吸氢量为1.24wt.%。由吸放氢性能测试曲线(PCT)可知,在350℃时Mg2Ni合金在1.61MPa出现一个平台压,在0℃时LaNi5合金在0.072MPa出现平台压。由约尔逊·迈尔(JMAK)理论计算得到Mg2Ni与H2反应生成Mg2NiH4的反应活化能为42.3kJ/mol,由吉布斯自由能方程推导得到公式计算得到LaNi5与H2反应生成LaNi5H6的反应焓为-23.61kJ/mol,反应熵为-79.56J/(mol·K)。
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