Mg-Co基儲(chǔ)氫電極合金的制備、結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能.pdf

1、鎂基儲(chǔ)氫合金是一種高容量、低成本的儲(chǔ)氫材料。其中鎂鈷系儲(chǔ)氫合金因其具有低溫吸氫性能，成為近些年研究的熱點(diǎn)。先前報(bào)導(dǎo)的鎂-鈷體系儲(chǔ)氫合金具有體心立方結(jié)構(gòu)，且晶粒在納米尺度時(shí)具備有良好的吸氫性能。但是鎂-鈷基合金即使是在真空條件下也難以放出儲(chǔ)存的氫氣。對(duì)此，本研究將探索電化學(xué)條件下鎂-鈷基合金的可逆儲(chǔ)氫（充放電）性能。
　　本論文以機(jī)械合金化的方法，制備了Mg-Co二元合金，添加5 at.％ Pd的Mg-Co三元合金，Mg50Co50

2、替代不同元素的Mg45M5Co50(M=Zr，Ti，Pd)、Mg50Co45Pd5三元合金，以及Mg側(cè)替代不同含量Pd元素的Mg67-xPdxCo33(x=1，3，5，7）三元合金。
　　通過(guò)X射線衍射及透射電鏡分析，證實(shí)除了Mg67Co33和短時(shí)間球磨的Mg67Co33-5at.％ Pd以外的所有合金的主相結(jié)構(gòu)均為單一的體心立方結(jié)構(gòu)，且晶粒已細(xì)化至納米尺度。
　　合金電極的充電放電測(cè)試顯示，隨著Mg含量的增加，二元Mg-C

3、o合金的首次放電容量先增加后減小，循環(huán)穩(wěn)定性逐漸降低;對(duì)于Mg-Co-5 at.％ Pd三元合金，容量逐漸升高，循環(huán)穩(wěn)定性逐漸降低。對(duì)于部分合金化的Mg67Co33，其容量?jī)H有14.7 mAh g-1;添加5 at.％ Pd后，隨著球磨時(shí)間增加，容量逐漸升高，循環(huán)穩(wěn)定性增強(qiáng);Mg側(cè)替代不同含量的Pd元素，其容量隨著Pd含量的增加先升高后降低，循環(huán)穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。Mg64Pd3Co33的容量為所有合金中最高，達(dá)到624.3 mAh g-1

4、。
　　對(duì)合金電極進(jìn)行線性極化、恒電位階躍等電化學(xué)動(dòng)力學(xué)的測(cè)試，結(jié)果顯示合金的動(dòng)力學(xué)性能隨著Mg含量的增加而升高，添加Pd或者替代元素，均能提升合金的動(dòng)力學(xué)性能。對(duì)合金電極進(jìn)行塔菲爾極化的測(cè)試，得到腐蝕電流密度的結(jié)果，表明合金的耐腐蝕性能隨著Mg含量的增加而降低，添加Pd或者替代元素，能夠提高合金的耐腐蝕性能。對(duì)五次循環(huán)后的合金粉末進(jìn)行X射線衍射和X射線光電子能譜的測(cè)試，結(jié)果表明合金粉末表面有氫氧化物生成，Pd元素能有效抑制Mg的