Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5对CeH2掺杂NaAlH4放氢动力学的影响

作者：邱昊辰; 米菁; 王吉宁; 刘晓鹏

来源：金属功能材料, 2019, 26(03): 36-40.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn1005-8192.2018079

• 储氢材料
• TiV基固溶体合金
• NaAlH4

采用高能球磨法制备了NaAlH4(2%CeH2)+x%Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5(x=0,5,10,20,30)(原子分数)复合体系,通过等温放氢动力学试验研究了该体系在423K下的放氢动力学性能。研究结果表明,随着Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5添加量的增加,NaAlH4第一步放氢反应的放氢量提高,放氢时间缩短;当Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5添加量达到30%(原子分数)时,第一步放氢反应的放氢量(质量分数)从1.89%提高至提高到2.31%,放氢时间从45min降低至27.6min。X射线衍射结果表明,Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5主要以氢化物形式存在,扫描电子显微镜结果表明,Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5嵌入NaAlH4颗粒表面。采用三维扩散反应动力学模型研究了NaAlH4(2%CeH2)+x%Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5(x=0,5,10,20,30)复合体系样品的放氢动力学曲线,结果表明,添加/未添加Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5的样品均能够符合三维扩散反应动力学模型,氢在产物层的扩散为控制步骤,反应速率常数随Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5添加量增加而增大,揭示了Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5对NaAlH4第一步放氢反应的影响机制主要是NaAlH4颗粒表面的Ti31Cr15.5V45Fe8.5Ce0.5氢化物提高了氢在产物层的扩散速率,从而提高NaAlH4的放氢动力学性能。

• 单位
  有研工程技术研究院有限公司