6.3 CeMg12/Ni/NbF5 合金微观结构及气态储氢性能
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在对添加过渡金属化合物改善镁基储氢合金吸/放氢性能的文献进行调研后发现,关于添加Nb的化合物改善镁基储氢合金吸/放氢性能方面的研究多数都是集中在调控MgH2 微观结构与改善其吸/放氢性能方面,并且取得了许多有指导意义的研究结果。
Barkhordarian在球磨MgH2 过程中添加Nb2O5 和Cr2O3 研究其对MgH2 吸/放氢动力学性能的影响,结果表明:Nb2O5 明显起到催化改善材料吸/放氢动力学性能的作用,作者分析这可能与过渡金属Nb具有多价态特征并在氢化或释氢时与氢发生电子交换作用以及球磨处理使得金属氧化物表面形成高密度缺陷有关。Recham研究了在球磨MgH2 过程中添加少量Nb2O5、NbCl5 以及NbF5 对其储氢性能的影响,发现NbF5 的添加效果最好,作者分析认为这可能与球磨过程中形成的Mg-Nb-F 中间化合物以及Hδ+-Nbδ+能带结构有关。Sabitu 研究了在球磨MgH2 过程中添加NbF5 对氢化物放氢动力学性能的影响,结果表明NbF5 添加可以降低界面释氢活化能加速的释氢反应的进行。在球磨MgH2 过程中Kumar 研究添加晶态结构和介孔非晶态结构Nb2O5 对其吸/放氢动力学性能的影响,结果发现添加介孔非晶态结构Nb2O5的催化效果最佳,作者分析认为介孔非晶态结构Nb2O5 在球磨和吸/放氢循环活化过程中发生还原而转化为纳米级NbO 或Nb并被均匀分散在储氢材料中,这有助于改善MgH2 的吸/放氢动力学性能。Lee 研究了NbF5 对Mg储氢合金的吸/放氢作用,认为制备的Mg/NbF5 储氢材料经历吸氢过程后会形成MgH2、MgF2、NbH2 和NbF3,这些中间相为合金吸/放氢性能的改善发挥催化作用。
然而,在球磨稀土镁系合金过程中添加过渡金属铌化合物用于改善其微观结构和储氢性能的研究少有报道,因此本部分在球磨CeMg12/Ni合金过程中尝试添加NbF5 作为催化剂研究其对合金微观结构及气态储氢热力学和动力学的影响。
