Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Động học lưu trữ hydro khí và điện hóa của hợp kim Mg2Ni kiểu dạng nanocrystalline và vô định hình sau khi làm lạnh nhanh
Tóm tắt
Các hợp kim kiểu Mg2Ni Mg2Ni1−x Co x (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) dưới dạng nanocrystalline và vô định hình đã được tổng hợp bằng công nghệ làm lạnh nhanh. Cấu trúc của các hợp kim đúc và làm lạnh nhanh được xác định bằng phương pháp XRD, SEM và HRTEM. Động học lưu trữ hydro khí của các hợp kim được đo bằng thiết bị Sieverts tự động. Các điện cực hợp kim được nạp và xả với mật độ dòng điện không đổi nhằm nghiên cứu động học lưu trữ hydro điện hóa của các hợp kim. Kết quả cho thấy sự thay thế Co cho Ni dẫn đến sự hình thành các pha thứ cấp MgCo2 và Mg thay vì làm thay đổi pha chính Mg2Ni. Không phát hiện pha vô định hình trong hợp kim không chứa Co sau khi làm lạnh nhanh, tuy nhiên một lượng nhất định pha vô định hình được tìm thấy rõ ràng trong các hợp kim đã được thay thế Co. Hơn nữa, cả quá trình làm lạnh nhanh và sự thay thế Co đều cải thiện đáng kể động học lưu trữ hydro khí và điện hóa của các hợp kim, trong đó sự gia tăng đáng kể của hệ số khuếch tán hydro (D) cùng với mật độ dòng điện giới hạn (I L ) và sự giảm rõ rệt của trở kháng điện hóa do cả sự thay thế Co và làm lạnh nhanh chính là nguyên nhân cơ bản.
Từ khóa
#Mg2Ni #hợp kim #lưu trữ hydro #động học #làm lạnh nhanh #cấu trúc vô định hìnhTài liệu tham khảo
I P Jain, C Lal, A Jain. Hydrogen Storage in Mg: A Most Promising Material[J]. Int. J. Hydrogen Energy, 2009, 35(10): 5 133–5 144
X Y Zhao, L Q Ma. Recent Progress in Hydrogen Storage Alloys for Nickel/Metal Hydride Secondary Batteries[J]. Int. J. Hydrogen Energy, 2009, 34(11): 4 788–4 796
S N Kwon, S H Baek, D R Mumm, et al. Enhancement of the Hydrogen Storage Characteristics of Mg by Reactive Mechanical Grinding with Ni, Fe and Ti[J]. Int. J. Hydrogen Energy, 2008, 33(17): 4 586–4 592
P Palade, S Sartori, A Maddalena, et al. Hydrogen Storage in Mg-Ni-Fe Compounds Prepared by Melt Quenching and Ball Milling[J]. J. Alloys Compd., 2006, 415(1–2): 170–176
L Zaluski, A Zaluska, J O Ström-Olsen. Hydrogen Absorption in Nanocrystalline Mg2Ni Formed by Mechanical Alloying[J]. J. Alloys Compd., 1995, 217(2): 245–249
T Spassov, U Köster. Thermal Stability and Hydriding Properties of Nanocrystalline Melt-quenched Mg63Ni30Y7 Alloy[J]. J. Alloys Compd., 1998, 279(2): 279–286
J H Woo, K S Lee. Electrode Characteristics of Nanostructured Mg2Nitype Alloys Prepared by Mechanical Alloying[J]. J. Electrochem. Soc., 1999, 146(3): 819–823
G K Williamson, W H Hall. X-ray Line Broadening from Filed Aluminium and Wolfram[J]. Acta Metall., 1953, 1(1): 22–31
Y Takahashi, H Yukawa, M Morinaga. Alloying Effects on the Electronic Structure of Mg2Ni Intermetallic Hydride[J]. J. Alloys Compd., 1996, 242(1–2): 98–107
Y H Zhang, B W Li, H P Ren, et al. An Electrochemical Investigation of Melt-quenched Nanocrystalline Mg20Ni10−x Cux (x = 0–4) Electrode Alloys[J]. Int. J. Hydrogen Energy, 2010, 35(6): 2 385–2 392
G Zheng, B N Popov, R E White. Electrochemical Determination of the Diffusion Coefficient of Hydrogen Through an LaNi4.25Al0.75 Electrode in Alkaline Aqueous Solution[J]. J. Electrochem. Soc., 1995, 142(8): 2 695–2 698
Y Wu, W Hana, S X Zhou, et al. Microstructure and Hydrogenation Behavior of Ball-milled and Melt-quenched Mg-10Ni-2Mm Alloys[J]. J. Alloys Compd., 2008, 466(1–2): 176–181
H Niu, D O Northwood. Enhanced Electrochemical Properties of Ballmilled Mg2Ni Electrodes[J]. Int. J. Hydrogen Energy, 2002, 27(1): 69–77
Y H Zhang, B W Li, H P Ren, et al. Hydriding and Dehydriding Characteristics of Nanocrystalline and Amorphous Mg20Ni10−x Cox (x = 0–4) Alloys Prepared by Melt-quenching[J]. Int. J. Hydrogen Energy, 2009, 34(6): 2 684–2 691
A Gasiorowski, W Iwasieczko, D Skoryna, et al. Hydriding Properties of Nanocrystalline Mg2-x MxNi Alloys Synthesized by Mechanical Alloying (M = Mn, Al)[J]. J. Alloys Compd., 2004, 364(1–2): 283–288
N Kuriyama, T Sakai, H Miyamura, et al. Electrochemical Impedance and Deterioration Behavior of Metal Hydride Electrodes[J]. J. Alloys Compd., 1993, 202(1–2): 183–197
X Y Zhao, Y Ding, L Q Ma, et al. Electrochemical Properties of MmNi3.8Co0.75Mn0.4Al0.2 Hydrogen Storage Alloy Modified with Nanocrystalline Nickel[J]. Int. J. Hydrogen Energy, 2008, 33(22): 6 727–6 733
B V Ratnakumar, C Witham, R C Bowman, et al. Electrochemical Studies on LaNi5-x Snx Metal Hydride Alloys[J]. J. Electrochem. Soc., 1996, 143(8): 2 578–2 584
Y F Liu, H G Pan, M X Gao, et al. The Effect of Mn Substitution for Ni on the Structural and Electrochemical Properties of La0.7Mg0.3 Ni2.55−x Co0.45Mnx Hydrogen Storage Electrode Alloys[J]. Int. J. Hydrogen Energy, 2004, 29(3): 297–305
Y H Zhang, S H Guo, Y Qi, et al. Enhanced Electrochemical Characteristics of As-quenched Nanocrystalline and Amorphous Mg2Ni-type Alloy Electrodes[J]. J. Alloys Compd., 2010, 506(2): 749–756