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201214760216木蟲(chóng) (著名寫(xiě)手)
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[交流]
等離子體球磨促進(jìn)Mg-Ga合金化并研究其相變和儲(chǔ)氫性能
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今天分享儲(chǔ)氫合金的文章，依然是發(fā)不了圖片，需要原文的可以私信我郵箱并發(fā)布220914 一句話了解全文 利用等離子球磨技術(shù)促M(fèi)g-Ga使合金化從而改變反應(yīng)途徑。由于在573K下Ga在Mg中的固溶度為5wt％，因此設(shè)計(jì)了在較高溫度下制備Mg（Ga）固溶體的方法。Mg-Ga合金的可逆儲(chǔ)氫能力為5.7wt％H2。在Mg-Ga合金的脫氫過(guò)程中，Mg2Ga與MgH2反應(yīng)，最初釋放H2并形成Mg5Ga2。隨后，MgH2分解為Mg，并進(jìn)一步釋放H2。 DBDP促進(jìn)粉末合金化 介質(zhì)阻擋放電等離子體（DBDP）輔助球磨是一種特殊的球磨，其中，被絕緣介質(zhì)覆蓋的輔助電極位于球磨罐的中心。在球磨過(guò)程中，向電極和罐壁之間的空間施加高壓，以使大氣電離并產(chǎn)生等離子體。與傳統(tǒng)球磨相比，DBDP輔助球磨是一種更有效的粉末破碎和合金化方法，因?yàn)樗谇蚰ミ^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生額外的熱爆炸和高能電子對(duì)粉末的沖擊作用。 Mg-Ga合金在（脫氫）過(guò)程中的相變 圖1 (a)介質(zhì)阻擋放電等離子體(DBDP)8 h，(b)氫化和(c)脫氫Mg-Ga合金的X射線衍射(XRD)圖 圖1顯示了DBDP-8 h，氫化和脫氫Mg-Ga合金的XRD圖譜。在氫化之前，將樣品在623 K活化幾次。如圖1（a）所示，經(jīng)過(guò)DBDP輔助球磨8小時(shí)后，Mg-Ga合金主要由MgH2和Mg5Ga2組成，并含有少量Mg。在DBDP輔助球磨過(guò)程中，由于引入了Mg5Ga2化合物，MgH2的分解可能源自MgH2的分解。隨后，樣品在6 MPa和623 K下氫化。氫化樣品主要由MgH2，Mg2Ga和Mg5Ga2相組成。該結(jié)果表明，Mg5Ga2相與氫反應(yīng)，生成MgH2和Mg2Ga。反應(yīng)可以表示如下： Mg5Ga2+H2→2Mg2Ga+MgH2 圖2 (a)熔融態(tài)，(b)氫化和(c)脫氫的Mg5Ga2化合物的XRD圖。 為了確認(rèn)Mg-Ga合金在加氫和脫氫過(guò)程中Mg5Ga2化合物的相變，研究了相對(duì)純凈的Mg5Ga2化合物的相變。圖2顯示了熔融，氫化和脫氫的Mg5Ga2化合物的XRD圖。剛?cè)刍腗g5Ga2樣品由Mg5Ga2和少量的Mg2Ga相組成。由于Mg5Ga2化合物無(wú)法在643K和5MPa H2壓力下完全氫化，因此本文中的Mg5Ga2化合物在663K和6MPa H2壓力下被氫化。這些結(jié)果表明，Mg5Ga2化合物的吸收解吸過(guò)程是可逆的。 鎂鎵合金的熱力學(xué)性質(zhì) 圖3 在不同溫度(a)下測(cè)得的壓力-組成-等溫線(PCI)曲線以及Mg-Ga合金的相應(yīng)的van't Hoff曲線(b) 為了研究Mg-Ga合金的熱力學(xué)性質(zhì)，在不同溫度（598 K，623 K和648 K）下測(cè)量了PCI曲線，還繪制了Mg-Ga合金的van't Hoff圖。當(dāng)溫度升高時(shí)，脫氫平穩(wěn)期壓力也增加，同時(shí)脫氫滯后顯著改善。根據(jù)PCI曲線，Mg-Ga合金可以吸收6.2 wt％的H2和釋放5.7 wt％的H2。由于樣品動(dòng)力學(xué)性能差和測(cè)量間隔，在598 K處測(cè)得的曲線波動(dòng)較大。 顯然，在脫氫過(guò)程中有兩個(gè)平臺(tái)。高平穩(wěn)區(qū)僅對(duì)應(yīng)于0.2wt％的H2，而低平穩(wěn)區(qū)對(duì)應(yīng)于5.2wt％的H2。Mg-Ga合金的整個(gè)脫氫過(guò)程需要兩個(gè)步驟。第一個(gè)脫氫步驟對(duì)應(yīng)于Mg2Ga和MgH2之間的反應(yīng)，隨后形成Mg5Ga2和釋放氫；低平臺(tái)的第二步對(duì)應(yīng)于將MgH2分解為Mg，并隨后釋放大量H2。將Mg5Ga2引入鎂中顯著增加了脫氫平衡平臺(tái)壓力，因此顯然使脫氫過(guò)程不穩(wěn)定。該發(fā)現(xiàn)證明了通過(guò)適當(dāng)?shù)暮辖鸹淖冩V的性質(zhì)的可能性，并且提供了一種新的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)基于鎂的儲(chǔ)氫合金的熱力學(xué)性質(zhì)的有效修改。 結(jié)論 Mg5Ga2化合物的（脫）加氫過(guò)程是可逆的。Mg-Ga氫化物的脫氫過(guò)程包括兩個(gè)步驟：第一步是Mg2Ga與MgH2反應(yīng)形成Mg5Ga2并釋放H2。第二步是將MgH2分解為Mg和H2。第一步中的反應(yīng)促進(jìn)了整個(gè)脫氫過(guò)程，從而降低了脫氫焓。Mg-Ga合金的脫氫焓和活化能分別為68.7 kJ / mol H2和149kJ/mol。與77.1kJ/mol H2的純Mg焓相比，可以得出結(jié)論Mg-Ga合金具有更好的儲(chǔ)氫性能。 上述研究成果來(lái)自于： Phase transition and hydrogen storage properties of Mg–Ga alloy[J]. Journal of Alloys & Compounds, 2015, 642:180-184. |
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201214760216
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2樓2022-09-14 14:44:45
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tzynew3樓
2022-09-14 14:53
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201214760216(金幣+1): 謝謝參與
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假大空4樓
2022-09-14 16:52
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201214760216(金幣+1): 謝謝參與
頂
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201214760216(金幣+1): 謝謝參與
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