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新型镁基复合材料的电化学性能
周宁宁;李都;罗旭东
【摘要】通过覆盖法制备一种新型镁基复合材料,结合粉体和金属两种材料来解决
燃料电池活性差和寿命短的问题.此新型材料展现了明显的氧化还原能力,氧化峰电
压接近于1.0V.在比较Mg/Ni(MgO),Mg/Ni(MgO)/Ti,Mg/Ni/Ti三种材料电化学
性能的基础上,不仅确认了新型材料的再现性,而且实现了材料的相对优化.
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2018(042)010
【总页数】4页(P1520-1523)
【关键词】晶粒分布;氧化;还原;循环伏安法
【作者】周宁宁;李都;罗旭东
【作者单位】辽宁石化职业技术学院石化研究所,辽宁锦州121001;辽宁石化职业
技术学院石化研究所,辽宁锦州121001;辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院,
辽宁鞍山114051
【正文语种】中文
【中图分类】TM911
目前,储氢材料已被广泛应用于燃料电池。镁基储氢材料由于具有储氢能力大,质
轻,易于获得和价格便宜等优势成为极具潜力的材料,储氢材料已作为一种载体解
决长期的难于储存和不便于安全运输问题[1-3]。在当今世界,燃料电池汽车的新
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浪潮推动了氢能源的广泛应用,但氢能源相关的安全和高成本问题限制了其进一步
发展。氢燃料电池的转化和应用已成为主要研究兴趣,因此,许多学者研发储氢材
料作为二次电池使用,特别是如何采用更为有效的功能材料变成了主要研究方向。
扩大复合材料的应用范围,开发各种潜在功能,特别是储氢载体的使用已成为学术
界非常感兴趣的问题[4]。
本研究以自制的Ni(MgO)和Ni粉末为基础,研究电化学材料的制备和使用新型
烧结法研究电化学性能的差异,目的是产生新的合金相,改善电化学循环的氧化和
还原反应。在这方面已经取得了一些进展,但是一般的方法是球磨法,以增加有效
表面积,粉末需要保持在真空状态下,并且必须使用连续研磨以实现氢吸收和释放
循环。此外,由于没有固定形状,通过球磨研磨制备的粉末难以储存,导致在各种
领域中的应用受到限制[5]。本研究使用粉末和合金的覆盖方法代替传统方法制备
合金相Mg2Ni和NiTi,其对氧化还原反应表现出优异的效果。新的覆盖方法不仅
有效地增加了样品的表面积,而且促进了粉末扩散到合金内部。部分单质没有充分
参与反应,因此粉末作为介质促进内部合金的氧化和还原反应[6-7]。研究主要集
中为三种途径:在第一种途径中,Ni(MgO)粉末直接覆盖在纯Mg锭上;在第二
种途径中,Ni(MgO)粉末和Ti粉末同时被覆盖在纯Mg锭上,通过比较它们在电
化学能力上的差异,在这两种材料之间选择最合适的测试材料;第三种途径是在确
认Ti的影响之后除去MgO,然后在纯Mg锭的表面上直接混合单质Ni和Ti,通
过最大电压和CV曲线确认了三种电极材料的电化学能力。在这项研究中,添加一
个新元素通过反复烧结实现细化目的。我们的方法不仅细化了粉末,而且促进了合
金相的产生,有效地补偿了烧结过程中的成形不良。
1实验
采用横行电气炉的实验方法,原始单层被改善形成为三种材料的多层复合材料,并
且每4个成型体为一组固定到自制模具中进行烧结,目的是使样品具有连续的过
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渡层,由此提高材料的电化学性能。在吸氢前后,采用特定检测方法确定不同电解
液下三个样品的电化学容量。
具体制备方