AB5型贮氢合金P-C-T特性的研究

论文摘要

氢能作为一种高能量密度、清洁的绿色新能源,已经日益受到人们的重视。然而,解决氢的存储问题是氢能源开发和利用的关键。以LaNi5为代表的AB5贮氢合金具有很高的贮氢容量,良好的吸放氢动力学特性。在气态储氢方面,合金活化容易、平衡压力适中且平坦、吸放氢平衡压力差小等特性。AB5型稀土系贮氢合金是目前国内外广泛采用的储氢材料,它已成为目前贮氢材料应用研究的重点之一。本文首先对国内外贮氢合金的研究现状及发展趋势进行了阐述,以AB5型贮氢合金为例对贮氢合金的理论基础和结构进行研究,以及介绍其贮氢的原理和过程。通过对MmNi3.6Mn0.4Al0.25Co0.75合金测试系统的研究与设计,制作并实现了贮氢合金测试系统,该系统包括温度控制系统、气体引入系统、精密压力表以及真空泵等四部分。其中温度控制系统采用恒温箱加热,由精密温度控制仪控制温度,恒温控制精度的测定结果可达0.1℃。气体引入系统主要包括计量罐、密封耐压塑料管、储氢合金罐。反应器采用了圆柱状结构,散热面积较大,可以使反应器内温度波动控制在最小。管线连接处采用球阀密封效果良好。压力表测量范围是0-1Mpa,精度为0.25%,经活化后样品采用等容-压差法进行空容标定,利用合金吸放氢性能的测试结果,获得了P-C-T特性曲线。实验结果表明样品MmNi3.6Mn0.4Al0.25Co0.75合金的工作温度控制在20℃时,工作平衡压范围在0.35Mpa -0.45Mpa之间,吸氢效果良好,最高吸氢量与合金质量比可达0.69%;温度控制在40℃时,工作平衡压范围在0.45Mpa-0.5Mpa之间,最高吸氢量与合金质量比可达0.61%。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 能源的发展现状
• 1.2 贮氢材料的研究背景及应用
• 1.3 本论文研究的目的和内容
• 1.4 本章小结
• 5型贮氢材料物理基础'>第2章 AB₅型贮氢材料物理基础
• 2.1 贮氢合金的分类
• 5 型稀土系贮氢合金'>2.1.1 AB₅型稀土系贮氢合金
• 2 型laves 相贮氢合金'>2.1.2 AB₂ 型laves 相贮氢合金
• 2.1.3 AB 型贮氢合金
• 2B 型贮氢合金（镁系贮氢合金）'>2.1.4 A₂B 型贮氢合金（镁系贮氢合金）
• 3 型贮氢合金'>2.1.5 AB₃型贮氢合金
• 2.1.6 新型贮氢材料
• 2.2 贮氢合金的理论基础
• 2.2.1 贮氢合金的吸氢反应机理
• 2.2.2 贮氢合金吸放氢的热力学和动力学
• 2.2.3 合金的电化学原理
• 2.2.4 贮氢合金的能量转换
• 5 贮氢合金的结构及性能'>2.3 AB₅贮氢合金的结构及性能
• 5 型稀土系贮氢合金的晶体結构'>2.3.1 AB₅型稀土系贮氢合金的晶体結构
• 5 型贮氢合金的气态贮氢性能'>2.3.2 AB₅型贮氢合金的气态贮氢性能
• 5 型贮氢合金性能的影响'>2.3.3 元素替代对AB₅型贮氢合金性能的影响
• 5 型贮氢电极合金组织结构的影响'>2.3.4 AB₅型贮氢电极合金组织结构的影响
• 3 型贮氢合金的结构及性能'>2.4 AB₃型贮氢合金的结构及性能
• 3 型稀土系贮氢合金的晶体結构'>2.4.1 AB₃型稀土系贮氢合金的晶体結构
• 3 型贮氢合金的气态贮氢性能'>2.4.2 AB₃型贮氢合金的气态贮氢性能
• 2.5 本章小结
• 第3章 实验介绍及测试系统的组成
• 3.1 实验介绍
• 3.2 测试原理
• 3.6Mn_0.4Al_0.25Co_0.75制备工艺及组分分析'>3.3 MmNi_3.6Mn_0.4Al_0.25Co_0.75制备工艺及组分分析
• 3.3.1 制备工艺
• 3.3.2 合金组分分析
• 3.4 测试装置
• 3.5 本章小结
• 3.6Mn_0.4Al_0.25Co_0.75合金 P-C-T 特性曲线测试'>第4章 MmNi_3.6Mn_0.4Al_0.25Co_0.75合金 P-C-T 特性曲线测试
• 4.1 测试系统的空容标定
• 4.2 样品的活化
• 4.3 合金吸放氢性能测试
• 4.4 实验数据
• 4.5 实验结果的计算
• 4.6 合金的P-C-T 曲线绘制
• 4.7 实验误差的因素分析与总结
• 4.7.1 影响实验误差的因素分析
• 4.7.2 实验小结
• 4.8 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢