CeMnAl新型金屬氫化物電極研究.pdf

1、本文的目的是改善稀土基AB<,2>型Laves相CeMnAl貯氫合金的電化學性能，制備了CeMn<,1-x>Al<,1-x>Ni<,2x>、CeMn<,0.25>Al<,0.25>Ni<,1.5+x>、CeMn<,0.25>Al<,0.25>Ni<,2.4-x>Co<,x>、Ce<1-x>Ti,x>Mn<,0.35>Al<,0.25>Ni<,1.5>和Ce<,1-x>Zr<,x>Mn<,0.35>Al<,0.25>Ni<,1.5>合金。

2、利用XRD、SEM-EDS等分析手段，研究了CeMn<,1-x>Al<,1-x>Ni<,2x>合金、CeMn<,0.25>Al<,0.25>Ni<,1.5+x>超化學計量比合金、CeMn<,0.25>Al<,0.25>Ni<,2.4-x>Co<,x>合金的相結(jié)構(gòu)、表面形貌、組成。結(jié)果表明，CeMn<,1-x>Al<,1-x>Ni<,2x>合金結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，由x=0時單一的C15立方Layes相結(jié)構(gòu)變成x=0.25，0.50，0.75時

3、的多相結(jié)構(gòu)；CeMn<,0.25>Al<,0.25>Ni<,1.5+x>和CeMn<,0.25>Al<,0.25>Ni<,2.4-x>Co<,x>合金均主要含有六方的CeAl相和立方的CeNi相，隨Ni取代量和Co取代量的增加，X射線衍射峰均向低角度方向偏移。 通過測定P-C-T曲線、放電容量、高倍率放電、容量衰減率、高溫放電容量，研究了不同元素以及不同含量對合金電化學性能的影響。結(jié)果表明：CeMn<,1-x>Al<,1-x>N

4、i，2x>合金電極的放電容量隨Ni取代量的增大而增加，容量衰減變緩，倍率放電性能提高；CeMn<,0.25>Al<,0.25>Ni<,1.5+x>合金隨Ni超化學計量的增加，合金電極放電容量增加、容量衰減加快、倍率放電性能提高；隨Co取代量的增加，CeMn<,0.25>Al<,0.25>Ni<,2.4-x>Co<,x>合金電極循環(huán)穩(wěn)定性得到改善，倍率放電性能提高，但放電容量略有下降；適量Ti、Zr對CeMn<,0.35>Al<,0.25

5、>Ni<,1.5>合金A側(cè)Ce的取代能夠改善合金電極的高溫活化性能和循環(huán)穩(wěn)定性，并提高了合金電極338 K時的放電容量。 P-C-T曲線表明，無Ni的CeMnAl氫化物放氫平衡氫壓過低，幾乎沒有平衡氫壓平臺，隨Ni取代量的增加和第二相的形成，合金氫化物的平衡氫壓平臺斜率變小，寬度增大，平衡氫壓升高。Ni的取代使合金氫化物的△H<'θ>和△S<'θ>向正向偏移，合金氫化物變得不穩(wěn)定、電化學放氫變得更易進行，這是CeMnAl貯氫合金