稀土贮氢材料的真密度测试
一、稀土贮氢材料简介
人们很早就发现,稀土金属与氢气反应生成稀土氢化物REH2,这种氢化物加热到1000℃以上才会分解。而在稀土金属中加入某些第二种金属形成合金后,在较低温度下也可吸放氢气,通常将这种合金称为贮氢合金。在已开发的一系列贮氢材料中,稀土系贮氢材料性能最佳,应用也最为广泛。其应用领域已扩大到能源、化工、电子、宇航、军事及民用各个方面。用于化学蓄热和化学热泵的稀土贮氢合金可以将工厂的废热等低质热能回收、升温,从而开辟出了人类有效利用各种能源的新途径。利用稀土贮氢材料释放氢气时产生的压力,可以用作热驱动的动力,采用稀土贮氢合金可以实现体积小、重量轻、输出功率大,可用于制动器升降装置和温度传感器。
二、稀土贮氢材料的应用
高性能充电电池—镍氢电池
(1)高性能镍氢电池用贮氢材料
一般来说,贮氢合金是由可吸氢的金属A(Mg、Ca、Ti、Zr、Hf、V、Nb及La等稀土元素)和不吸氢的金属B(Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ni、Cu、Zn、Al)组成,合金的性能与A和B的组合关系有关,主要用于制作镍氢电池的负极,它以易活化、平台平坦、滞后小、抗中毒性好等优点而被认为是最理想的镍氢电池负极材料,为降低成本,多用混合稀土金属或富镧混合稀土取代金属镧,虽然电容量有所下降,但材料成本可大幅降低,在已形成产业化的日本镍氢电池生产厂家中,只有日立万胜公司一家用钛系贮氢合金,其他厂家都采用稀土系贮氢合金做负极材料。
用作电池用的贮氢材料还有以下要求:
电化学容量高,循环工作寿命长;
对电解液有良好的耐蚀性,对过充电时正极产生的氧要有良好的耐氧化性;
电催化活性高,反应阻力(氢过电压)小,氢扩散速率大,电极反应可逆性好;
在电池工作温度范围(-20~+60)内有合适的氢平衡分解压。
由于稀土镍系合金能满足上述要求,因此除日本外,美国的奥芬尼克、荷兰的菲利浦等公司都在大力开发稀土镍氢电池。我国稀土贮氢电池也已进入产业化阶段。目前虽然稀土镍氢电池在有些领域已进入实用化阶段,但仍然存在容量衰减快,自放电和价格高、应用范围小等问题,还有待于进一步的开发研究。
以氧化镍为正极,贮氢合金氢化物为负极的镍金属氢化物电池(Ni-MH)是在氢能源的研究开发基础上发展起来的一种高比容量、无污染的化学电源,是当今世界各国关注的一个热点。Ni-MH电池的技术核心之一是贮氢电极材料。
稀土氢化物贮氢材料的应用领域很多,如还可用在氢的同位素分离、超低温致冷材料、吸气剂、绝热采油管等。材料的应用需要诸多的理论验证,其中材料的真密度分析,比表面积、孔径分布等性质尤为关键,彼奥德电子技术有限公司,为广大企业及科研机构提供可靠的真实密度分析仪、比表面积孔径分析仪
真密度分析仪(TD-2200)使用步骤简介:
1、按国标GB1427的规定对试样进行取样及称量;在此过程中可先开启真密度分析仪主机,利用准备时间进行预热;
2、对取好样的样品进行烘干,烘干时严格设置温度及时间,防止发生危险;
3、将样品仓取出,装入样品并采用去皮称重法,利用万位天平进行称量,记录样品净重;
4、将装好样品的样品仓小心的放入实验仓,利用手柄及套筒关闭仓盖;
5、在触摸屏上新建任务,输入参数。由于开仓放入样品会导致加热系统部分热量损失,此时可通过在面板上设置预热时间,或等待预热完毕后,再开始按下触摸屏上的开始键;
6、测试完成后仪器主机发出提示音,此时可看到真密度数据结果,此结果可通过U盘导出。
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