1。2 储氢合金概述
1。2。1研究现状
1。2 。2发展趋势
1。2 。3储氢原理与电化学原理
目前储氢的方法大体上有两种,一种是通过压缩而冷冻于钢瓶的物理方法,而另一种是化学方法将氢转变为金属氢化物而得以储存。储氢原理简单来说就是一个储氢合金的吸放氢过程,这就涉及到它的吸放氢反应。这个反应可以用一个简单的表达式来表示:论文网
M(金属) + H2 MHx(金属固溶体) + MHy(金属氢化物)
这是一个通过改变温度和压力而进行的可逆反应,吸放氢的具体步骤在图中可大体分为3步:
1A点以前阶段,先吸收少量氢,形成含氢的金属固溶体MHx,这时合金的结构保持不变。
2A-B阶段中,再吸收一定量的氢,使前者的金属固溶体MHx与氢反应,产生相变既合金的结构发生改变,进而形成金属氢化物MHy,反应时参考如下:
2/(y-x)MHx+H2 2/(y-x)MHy+Q[5]
3最后阶段在B点以后,继续提高氢压,会略微增加金属中的氢含量。
上图是储氢合金的热力学分析曲线,简称p-c-T曲线。储氢合金的吸氢反应机理简单的也可以分为三步:第一,金属合金便面与氢气接触,使得氢气吸附在初晴合金的表面上,这时氢气分子的氢键发生解离,成为原子状的吸附氢。第二,随着原子状的吸附氢不断吸附在储氢合金的表面上,原子氢相合金内部扩散,从吸附氢转变为吸收氢,形成含氢固溶体。第三,等到固溶体氢达到饱和时,合金进一步与氢发生反应,生成金属氢化物。这就是储氢合金的吸氢机理。来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-
另外,储氢合金的电化学原理[6]非常简单,在这里只做简单,以蓄电池为例子,负极为储氢合金的金属氢化物,阳极为碱性的Ni(OH)。
正极: Ni(OH)2 + OH NiOOH + H2O + e
负极: M + xH2O + xe MHx + xOH
总反应:M + xNi(OH)2 MHx + xNiOOH [6]
注:正向为充电,逆向为放电。M为储氢合金,MHx为金属氢化物。
充电时,氢化物电极作为阴极储氢-M作为阴极电解KOH水溶液时,生成的氢原子在材料表面吸附,继而扩散入电极材料进行氢化反应生成金属氢化物MHx;放电时,金属氢化物MHx作为阳极释放出所吸收的氢原子并氧化为水。可见,充放电过程只是氢原子从一个电极转移到另一个电极的反复过程。
以上就是储氢合金的储氢原理和电化学原理,了解它的原理对研究储氢合金是一个最基本的最重要的一步,今后的研究内容都会以它为中心展开。当然,随着科技水平进一步发展,会有其他的更加有效基本的原理会出现。研究没有定数,都会向更好的方向发展。
冷却方式对La0.85Mg0.15Ni2.75Co1.05储氢合金相结构及电化学性能的影响(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_114255.html