雙摻雜CNTs和Ni對鎂基儲(chǔ)氫材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-11-15 09:14
鎂基儲(chǔ)氫合金因?yàn)槠渚哂懈哌_(dá)7.2 wt.%的儲(chǔ)氫能力,低廉的價(jià)格,豐富的儲(chǔ)量,成為最具前景的儲(chǔ)氫材料之一。但鎂基儲(chǔ)氫材料的應(yīng)用也存在一定局限性,如吸放氫的發(fā)生溫度高、吸氫動(dòng)力學(xué)差、循環(huán)穩(wěn)定性差等諸多問題,這些問題限制了該材料在氫能領(lǐng)域的應(yīng)用。本文以鎂基儲(chǔ)氫合金Mg2Ni為基,同時(shí)摻雜碳納米管(CNTs)以及Ni,實(shí)現(xiàn)了鎂基材料吸放氫性能以及循環(huán)穩(wěn)定性的改善,同時(shí)對其機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)分析,得到了一系列有價(jià)值的成果。1.摻雜不同比例的Ni單質(zhì)于Mg2Ni-CNTs復(fù)合儲(chǔ)氫合金中,進(jìn)行5h的真空球磨,發(fā)現(xiàn)其中摻雜3 wt.%Ni單質(zhì)和10 wt.%CNTs的復(fù)合材料樣品在藍(lán)電的循環(huán)測試中達(dá)到了最大放電容量318.5 mAh/g。隨著Ni單質(zhì)摻雜比例的增加,最大放電容量有所降低,但是合金的容量保持率與Ni單質(zhì)的含量呈正相關(guān),當(dāng)x=9時(shí),電極中合金的容量保持率達(dá)到了10%。Ni單質(zhì)的摻雜對合金的自放電性能無明顯的促進(jìn)作用,隨著Ni單質(zhì)摻雜量的增加,合金的荷電保持率(CRT)有明顯的下降。2.研究了10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg2<...
【文章來源】:內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 儲(chǔ)氫材料的分類
1.3 儲(chǔ)氫合金的分類
1.3.1 稀土系儲(chǔ)氫合金
1.3.2 鋯系儲(chǔ)氫合金
1.3.3 鈦系儲(chǔ)氫合金
1.3.4 鎂基儲(chǔ)氫合金材料
1.4 鎂基儲(chǔ)氫合金的作用機(jī)理
1.4.1 鎂基儲(chǔ)氫合金的儲(chǔ)氫作用機(jī)理
1.4.2 鎂基儲(chǔ)氫合金電極的儲(chǔ)氫機(jī)理
1.5 鎂基儲(chǔ)氫材料的制備方法及其研究現(xiàn)狀
1.5.1 鎂基儲(chǔ)氫材料的制備方法
1.5.2 鎂基儲(chǔ)氫合金的元素替代改性
1.5.3 鎂基儲(chǔ)氫合金的催化改性
1.5.4 鎂基儲(chǔ)氫合金的納米化改性
1.6 碳納米管在儲(chǔ)氫方面的研究現(xiàn)狀
1.6.1 碳納米管結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
1.6.2 碳納米管儲(chǔ)氫機(jī)理
1.6.3 碳納米管用作儲(chǔ)氫合金的研究現(xiàn)狀
1.7 本文研究目的及研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)流程
2.3 實(shí)驗(yàn)樣品表征方法
2.3.1 合金的結(jié)構(gòu)測試(XRD)
2.4 合金電化學(xué)性能研究
第三章 摻雜Ni單質(zhì)對10 wt.%CNTs+Mg_2Ni電化學(xué)性能的影響
3.1 10 wt.%CNTs+x wt.%Ni+Mg_2Ni(x=0、3、6、9)儲(chǔ)氫合金電極性能的研究
3.1.1 10 wt%CNTs+x wt%Ni+Mg_2Ni合金的相結(jié)構(gòu)
3.1.2 合金的放電容量
3.1.3 合金的放電特性曲線
3.2 球磨10h10 wt.%CNTs+x wt.%Ni+Mg_2Ni(x=0、3、6、9)合金電極的自放電性能
3.3 章末小結(jié)
第四章 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金電極性能的研究
4.1 球磨時(shí)間對10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金相結(jié)構(gòu)的影響
4.2 球磨時(shí)間對10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金電化學(xué)性能的影響
4.2.1 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金的放電容量
4.2.2 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金的放電特性
4.2.3 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金電極的高倍率放電性能
4.3 干磨/濕磨對合金性能的影響
4.3.1 合金的相結(jié)構(gòu)
4.3.2 合金的放電容量
4.3.3 合金的放電特性
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多孔儲(chǔ)氫材料研究現(xiàn)狀評述[J]. 任娟,劉其軍,張紅. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]輕金屬配位氫化物儲(chǔ)氫體系[J]. 劉新,吳川,吳鋒,白瑩. 化學(xué)進(jìn)展. 2015(09)
[3]水合物儲(chǔ)存氫氣技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析[J]. 郎雪梅,王燕鴻,樊栓獅. 煤氣與熱力. 2011(11)
[4]磁熱處理對La-Mg-Ni-Cu合金相結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的影響[J]. 趙顯久,李謙,劉靜,周國治,林根文. 稀有金屬材料與工程. 2009(05)
[5]稀土系儲(chǔ)氫合金電化學(xué)性能的研究現(xiàn)狀[J]. 鄭雪萍,敖暉,李平,曲選輝. 兵器材料科學(xué)與工程. 2006(05)
[6]鎂基儲(chǔ)氫電極負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J]. 王婷,曹中秋. 甘肅科技. 2005(12)
[7]多壁碳納米管的改性及其儲(chǔ)氫性能研究[J]. 張雄偉,儲(chǔ)偉,莊惠祥,徐士偉. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2005(03)
[8]還原擴(kuò)散法直接制備AB5型多元貯氫合金[J]. 張靜嫻,陳文新,易守軍,劉應(yīng)亮. 稀土. 2004(01)
[9]Ni添加劑對MH-Ni蓄電池負(fù)極性能的影響[J]. 周川,陶明大,閆康平,陳云貴,吳朝玲. 電源技術(shù). 2003(03)
[10]碳納米管儲(chǔ)氫性能的計(jì)算機(jī)模擬[J]. 程錦榮,閆紅,陳宇,張立波,趙力,黃德財(cái),唐瑞華. 計(jì)算物理. 2003(03)
博士論文
[1]釩基固溶體貯氫合金電極的制備及性能研究[D]. 同艷維.重慶大學(xué) 2014
[2]鎂鎳儲(chǔ)氫合金的氫化燃燒制備技術(shù)及摻雜改性研究[D]. 徐光亮.四川大學(xué) 2006
碩士論文
[1]摻雜碳納米管與Al2O3對Mg2Ni儲(chǔ)氫合金電化學(xué)性能的影響[D]. 王蕊.內(nèi)蒙古大學(xué) 2019
[2]共沉淀—還原擴(kuò)散法制備La-Mg-Ni-Co系儲(chǔ)氫合金的研究[D]. 譚聰.華中科技大學(xué) 2013
[3]鎂基碳納米管復(fù)合材料儲(chǔ)氫性能的研究[D]. 胡素梅.蘭州理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3496482
【文章來源】:內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 儲(chǔ)氫材料的分類
1.3 儲(chǔ)氫合金的分類
1.3.1 稀土系儲(chǔ)氫合金
1.3.2 鋯系儲(chǔ)氫合金
1.3.3 鈦系儲(chǔ)氫合金
1.3.4 鎂基儲(chǔ)氫合金材料
1.4 鎂基儲(chǔ)氫合金的作用機(jī)理
1.4.1 鎂基儲(chǔ)氫合金的儲(chǔ)氫作用機(jī)理
1.4.2 鎂基儲(chǔ)氫合金電極的儲(chǔ)氫機(jī)理
1.5 鎂基儲(chǔ)氫材料的制備方法及其研究現(xiàn)狀
1.5.1 鎂基儲(chǔ)氫材料的制備方法
1.5.2 鎂基儲(chǔ)氫合金的元素替代改性
1.5.3 鎂基儲(chǔ)氫合金的催化改性
1.5.4 鎂基儲(chǔ)氫合金的納米化改性
1.6 碳納米管在儲(chǔ)氫方面的研究現(xiàn)狀
1.6.1 碳納米管結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
1.6.2 碳納米管儲(chǔ)氫機(jī)理
1.6.3 碳納米管用作儲(chǔ)氫合金的研究現(xiàn)狀
1.7 本文研究目的及研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)流程
2.3 實(shí)驗(yàn)樣品表征方法
2.3.1 合金的結(jié)構(gòu)測試(XRD)
2.4 合金電化學(xué)性能研究
第三章 摻雜Ni單質(zhì)對10 wt.%CNTs+Mg_2Ni電化學(xué)性能的影響
3.1 10 wt.%CNTs+x wt.%Ni+Mg_2Ni(x=0、3、6、9)儲(chǔ)氫合金電極性能的研究
3.1.1 10 wt%CNTs+x wt%Ni+Mg_2Ni合金的相結(jié)構(gòu)
3.1.2 合金的放電容量
3.1.3 合金的放電特性曲線
3.2 球磨10h10 wt.%CNTs+x wt.%Ni+Mg_2Ni(x=0、3、6、9)合金電極的自放電性能
3.3 章末小結(jié)
第四章 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金電極性能的研究
4.1 球磨時(shí)間對10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金相結(jié)構(gòu)的影響
4.2 球磨時(shí)間對10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金電化學(xué)性能的影響
4.2.1 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金的放電容量
4.2.2 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金的放電特性
4.2.3 10 wt.%CNTs+3 wt.%Ni+Mg_2Ni合金電極的高倍率放電性能
4.3 干磨/濕磨對合金性能的影響
4.3.1 合金的相結(jié)構(gòu)
4.3.2 合金的放電容量
4.3.3 合金的放電特性
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多孔儲(chǔ)氫材料研究現(xiàn)狀評述[J]. 任娟,劉其軍,張紅. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]輕金屬配位氫化物儲(chǔ)氫體系[J]. 劉新,吳川,吳鋒,白瑩. 化學(xué)進(jìn)展. 2015(09)
[3]水合物儲(chǔ)存氫氣技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析[J]. 郎雪梅,王燕鴻,樊栓獅. 煤氣與熱力. 2011(11)
[4]磁熱處理對La-Mg-Ni-Cu合金相結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的影響[J]. 趙顯久,李謙,劉靜,周國治,林根文. 稀有金屬材料與工程. 2009(05)
[5]稀土系儲(chǔ)氫合金電化學(xué)性能的研究現(xiàn)狀[J]. 鄭雪萍,敖暉,李平,曲選輝. 兵器材料科學(xué)與工程. 2006(05)
[6]鎂基儲(chǔ)氫電極負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J]. 王婷,曹中秋. 甘肅科技. 2005(12)
[7]多壁碳納米管的改性及其儲(chǔ)氫性能研究[J]. 張雄偉,儲(chǔ)偉,莊惠祥,徐士偉. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2005(03)
[8]還原擴(kuò)散法直接制備AB5型多元貯氫合金[J]. 張靜嫻,陳文新,易守軍,劉應(yīng)亮. 稀土. 2004(01)
[9]Ni添加劑對MH-Ni蓄電池負(fù)極性能的影響[J]. 周川,陶明大,閆康平,陳云貴,吳朝玲. 電源技術(shù). 2003(03)
[10]碳納米管儲(chǔ)氫性能的計(jì)算機(jī)模擬[J]. 程錦榮,閆紅,陳宇,張立波,趙力,黃德財(cái),唐瑞華. 計(jì)算物理. 2003(03)
博士論文
[1]釩基固溶體貯氫合金電極的制備及性能研究[D]. 同艷維.重慶大學(xué) 2014
[2]鎂鎳儲(chǔ)氫合金的氫化燃燒制備技術(shù)及摻雜改性研究[D]. 徐光亮.四川大學(xué) 2006
碩士論文
[1]摻雜碳納米管與Al2O3對Mg2Ni儲(chǔ)氫合金電化學(xué)性能的影響[D]. 王蕊.內(nèi)蒙古大學(xué) 2019
[2]共沉淀—還原擴(kuò)散法制備La-Mg-Ni-Co系儲(chǔ)氫合金的研究[D]. 譚聰.華中科技大學(xué) 2013
[3]鎂基碳納米管復(fù)合材料儲(chǔ)氫性能的研究[D]. 胡素梅.蘭州理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3496482
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