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Mg2Ni-Ni-xCeO2复合材料储氢性能研究
  • ISSN号:0258-7076
  • 期刊名称:《稀有金属》
  • 时间:0
  • 分类:TG139.7[金属学及工艺—合金;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010, [2]内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51161015,51371094); 内蒙古自然科学基金项目(2013MS0806); 内蒙古科技大学创新基金项目(2012NCL043)资助
中文摘要:

采用球磨法制备Mg2Ni-Ni-x Ce O2(x=0%,1%,3%,5%(质量分数))复合材料,系统研究了材料的结构、形貌、电化学及动力学储氢性能,从机制上分析了Ce O2添加剂对Mg2Ni合金储氢性能的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,随着Ce O2添加量的增加及球磨时间的延长,复合材料中非晶纳米晶含量增大;扫描电镜(SEM)结果说明材料的颗粒细致,但存在一定程度的团聚现象;通过测试材料的电化学及动力学储氢性能可知,随着球磨时间的延长及Ce O2含量的增大,复合材料的最大放电容量及循环稳定性得到显著提高;Ce O2的添加优化了材料的高倍率放电性能,同时材料表面的电荷转移能力、交换电流密度以及极限电流密度也有明显提升。以上结果表明采用球磨法在Mg2Ni中添加Ce O2能够有效提高材料的综合储氢性能,其原因在于Ce O2可以促进合金的非晶化,从而提高合金的表面活性,同时Ce O2特殊的敞开型晶体结构及Ce离子的易变价特性对提高材料的储氢动力学性能也起到了良好的催化作用。

英文摘要:

Mg2Ni-Ni-x Ce O2( x = 0%,1%,3%,5%( mass fraction)) composite materials were synthesized via ball milling method. The structures,morphology,electrochemical and dynamic hydrogen properties of the materials were studied systematically. The effects of Ce O2 additive on hydrogen storage property of Mg2 Ni were analyzed from the point of mechanism. X-ray diffraction( XRD)structural characterization results indicated that the content of amorphous and nanocrystalline structure in the composites increased with the additive amount of Ce O2 increasing. Scanning electron microscopy( SEM) test showed that the particles were small,but to a certain degree,the phenomenon of agglomeration existed. By testing the electrochemical and dynamic hydrogen properties of the composite materials,it was showed that the maximum discharge capacity and the cycle stability were significantly enhanced by extending the ball milling time and increasing the Ce O2 amount. Meanwhile,Ce O2 could optimize the high-rate discharge properties,the charge transfer ability on the surface of the materials and the exchange current density obviously. The above results indicated that adding Ce O2 to Mg2Ni by means of balling milling could enhance the hydrogen storage properties of the materials effectively. The reason was that Ce O2 promoted the amorphization of the alloy which could enhance the surface activity; meanwhile,the special open type structure of Ce O2 and the valence fluctuation of Ce ions also played an important role in improving the hydrogen storage dynamic properties of the materials.

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期刊信息
  • 《稀有金属》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京有色金属研究总院
  • 主编:屠海令
  • 地址:北京新街口外大街2号
  • 邮编:100088
  • 邮箱:xxsf@grinm.com
  • 电话:010-82241917 62014832
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7076
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2111/TF
  • 邮发代号:82-167
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,冶金工业类核心期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13688