纳米晶Ti基合金的制备及电化学储氢性能文献综述
2020-06-24 19:47:25
1. 电化学应用储氢合金的工作原理 储氢合金对于少数几种电化学应用很重要,特别是在储能领域。
储氢合金的电化学应用的基本原理可以描述如下:当氢进入大多数过渡金属的晶格时,形成间隙式金属氢化物(MH)。
伴随着氢原子的电子在费米能级之下形成金属 - 氢带,这表明间隙式MH在本质上是金属性的。
尽管间隙式MH中的质子通过量子力学隧穿在相邻占据位置之间跳跃,但电子保持在质子的短距离(3-10埃)内以维持局部电荷中性。
在电场的影响下,电子和质子将朝相反的方向移动。
在电化学环境中,施加电压以使电子流动,并且通过导电离子移动和具有良好离子导电性的高碱性含水电解质来平衡电荷。
在充电期间,对金属/金属氢化物电极集流体施加负电压(相对于对电极),并且电子通过集流体进入金属以中和来自在金属/金属氢化物电极集流体中发生的水分裂的质子,电解质界面(图1a)。
该电化学充电过程的特征在于半反应: (a) (b) 图1.充电(a)和放电(b)期间水和金属氢化物之间电化学反应的示意图 2. 用于NiMH电池负极的储氢合金 用于MH的最重要的电化学应用是用于镍金属氢化物(NiMH)电池的负极材料。
早在1901年由Thomas Edison在NiCd和NiFe电池中使用的Ni(OH)2 / NiOOH系统的反电极一起,NiMH电池首次在1967年由Battelle的研究人员用混合TiNi Ti2Ni合金作为负极[1]。
Ovonic电池公司,Sanyo和松下1989年分别用AB2和AB5 的MH合金实现了NiMH电池的商业化。
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