Mg3MnNi2的制备及电化学性能文献综述
2020-03-26 14:46:49
文 献 综 述
1.1引言
随着天然能源的日益枯竭以及人类对环保意识的加强,开发清洁新能源已成为人类十分关注的问题。氢是21 世纪的重要新能源之一,它的廉价制取、存贮与输送已是当今的重点研究课题[1]。贮氢材料因为能可逆地大量吸收和放出氢气,在氢的存贮与输送过程中是一种重要载体,加之氢及贮氢材料均是”绿色”环保产品,对新世纪的新能源开发和环境保护将起着不可估量的作用。
贮氢合金是一种发展较快的贮氢材料。氢以原子的形式贮存在晶体的空隙中,在一定的温度和压力下能可逆的吸放氢,并伴随有热效应、机械压力效应、电化学效应等现象的发生。它的应用领域已不局限于固态贮氢,还广泛地应用于氢的提纯,净化,氢的同位素分离,热泵,化学催化,化学电源等领域,尤其以氢化物为二次电池的负极材料的研究和应用最为成功,成为贮氢合金的主要应用领域。
1.2贮氢合金的种类
根据Ni/MH电池的工作原理和特点,贮氢合金作为Ni/MH电池的电极材料应当具备以下一些特点:(1)合金贮氢容量高,平台压力适中(0.01~0.5MPa);(2)在氢的阳极氧化电位范围内贮氢合金具有较强的抗氧化能力;(3)在碱性电解质溶液中合金组分的化学性质相对稳定;(4)具有较小的吸氢体积膨胀,反复充放电过程中,合金不易粉化;(5)合金的电化学容量高,且在较宽的温度范围内(-20~60℃)不发生太大的变化;(6)合金应有良好的电和热的传导性;(7)原材料资源丰富,成本低廉,易于实现工业化生产;(8)循环寿命长;(9)良好的电催化活性[2]。
目前正在使用和研究开发中的贮氢电极合金,根据材料成分和结构的不同,可以分为以下四种类型:
1.2.1 AB5 型稀土系合金
在AB5 型贮氢合金中,LaNi5 是稀土系贮氢合金的典型代表,为CaCu5型六方晶体结构,由荷兰菲利普实验室首先发现。它具有容量大、易活化、不易中毒、平衡压力适中、滞后性小、吸放氢快等优点。但同时该合金的缺点是LaNi5合金在吸氢后晶胞体积膨胀率大(约23.5﹪),在反复吸放过程中,会引起合金粉化,比表面积增大、表面能升高,从而增大了合金在碱性介质中氧化腐蚀速度,使合金电极放电容量在充放电循环过程中迅速衰减,无法满足N/MH 电池的工作要求。
1.2.2 AB2 型贮氢合金
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