Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5对CeH₂掺杂NaAlH₄放氢动力学的影响

来源期刊：金属功能材料2019年第3期

论文作者：邱昊辰 米菁 王吉宁 刘晓鹏

文章页码：36 - 40

关键词：储氢材料;TiV基固溶体合金;NaAlH4;

摘    要：采用高能球磨法制备了NaAlH₄（2%CeH₂）+x%Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5（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Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5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Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5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,Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5主要以氢化物形式存在,扫描电子显微镜结果表明,Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5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%Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5（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Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5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Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5添加量增加而增大,揭示了Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5对NaAlH₄第一步放氢反应的影响机制主要是NaAlH₄颗粒表面的Ti₃₁Cr_15.5V₄₅Fe_8.5Ce_0.5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。