Ti基准晶复相材料电化学储氢特性的深入研究

Ti基正二十面体准晶具有特定的构造和热力学稳定性，至今，在材料的设计制备、构造解析、物理/化学性质和功能性能研究等方面取得了很大进展。研究表明，该类准晶材料在作为强化相、传输、储氢方面显示良好的特性，具有潜在的应用价值。但至今Ti基准晶虽然有高的气态储氢容量(3wt%)，但电化学储氢还有待于深入研究，为此，本项目在已完成前期面上基金"准晶粒子分散型块体Ti基非晶合金的制备和性能（2006-2008）"工作基础上，拟对Ti-基准晶进一步优化设计和复合制备，并深入研究准晶复相材料的电化学储氢性能，进而对电化学储氢进行理论分析和解析，为研制具有优良电化学储氢性能的新型Ti基准晶复相材料积累基础数据，本项目具有前沿性和应用基础意义。

研究了Ti-V-TM（Cr、Mn、Ni、Cu）+（RE、ABx）等系列Ti基准晶复相材料的制备方法、组织构造、物理/化学特性和储氢性能等。结果表明，Ti1.6V0.4Ni0.94MnxCr0.06−x(x=0-0.06)系列合金具有良好的电化学储氢性能，最大放电比容量为278 mAh/g（30 mA/g充放电），循环30次后的容量保持率为80%。Ti1.4V0.6Ni准晶复相材料具有良好的储氢性能，其最大放电容量近280 mAh/g。研究了添加剂（ABx、钒基固溶体、RE、金属氢化物）对Ti基准晶复相材料储氢性能的影响，并优化出具有优良储氢性能的Ti基准晶复相储氢材料体系。本项目在研期间，发表科研论文10篇，申请中国发明专利2项。本研究为Ti基准晶及复相材料的设计和性能研究等提供了基础理论数据，为今后继续深入研究奠定了基础。