原文传递
燃料电池用TiFe基贮氢材料及贮氢装置研究
| 论文题名： | 燃料电池用TiFe基贮氢材料及贮氢装置研究 |
| 关键词： | 燃料电池;TiFe基合金;P-C-T曲线;贮氢装置;活化机理 |
| 摘要： | 基于质子交换膜燃料电池电动车(PCV)良好的应用前景,该文确定以TiFe基贮氢合金作为主要贮氢介质,制成燃料电池贮氢装置.贮氢合金采用多元合金化的方法制备,以改善TiFe基合金的活化性能和综合吸放氢性能.通过制作的P-C-T测试装置,研究在TiFe<,0.8>Mn<,0.2>基础上添加第四种元素对贮氢合金气态吸放氢性能的影响,并在此基础上优选出性能优良的合金作为贮氢装置的贮氢介质,制作出燃料电池贮氢装置.该文的研究工作总结如下:1.制作了P-C-T测试装置,该装置具有较好的密封性能,测试合金性能参数的数据精确度符合实验要求,为后续研究工作打下基础,也为课题组从事气态贮氢材料的研究创造了条件.2.对TiFe<,0.8>Mn<,0.2>在B侧添加等量元素Cr、Co、Ni,在A侧添加V、Zr、La,形成TiFe<,0.8>Mn<,0.2>M<,0.05>四元合金.研究发现:添加Cr、Co、V、Zr使得吸放氢平台压力降低,添加Ni、La平台压力上升;平台特性都变得倾斜;可逆吸放氢量都降低;但合金的活化性能都得到不同程度的改善.XRD、SEM分析认为,合金TiFe<,0.8>Mn<,0.2>Cr<,0.05>和TiFe<,0.8>Mn<,0.2>Zr<,0.05>活化性能改善的主要原因是新的吸氢相(TiCr<,2>和Zr<,2>Fe)的出现;通过比较得出TiFe<,0.8>Mn<,0.2>La<,0.05>吸放氢性能最好.3.系统研究了TiFe<,0.8>Mn<,0.2>La<,x>(x=0,0.01,0.03,0.05)气态吸放氢性能及活化性能改善的机理,发现La的添加改善了活化性能,但有效贮氢量降低,平台特性变倾斜.TiFe<,0.8>Mn<,0.2>La<,0.03>不需要任何活化孕育期就能够快速地吸放氢,且放氢量在353K时仍能达到1.77wt-％,综合性能优越.通过XRD、SEM、EDX研究发现,添加少量的La没有进入合金基体,而是以颗粒状夹杂物形式弥散分布在基体相中,这些颗粒在活化初期首先氢化膨胀,导致基体相中大量显微裂纹产生,露出新鲜表面,改善了合金活化性能.4.选用TiFe<,0.8>Mn<,0.2>La<,0.03>作为贮氢介质材料,通过合理的结构设计,制作了燃料电池贮氢装置,并通过测试给出了装置的相关性能参数:298K时的平台压力为0.22MPa,总放氢量达到20.04L;353K时平台压力为1.05MPa,总放氢量达到24.71L;装置实际总放氢百分比达到43ml/g. |
| 作者： | 殷华兵 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 孙俊才;季世军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
