AB5型非化学计量贮氢合金电极过程动力学研究

彭文杰¹，孟永强¹，王志兴¹，陈启元¹，李新海¹，郭华军¹

(1.中南大学冶金科学与工程学院冶金物理化学与化学新材料研究所,湖南,长沙,410083)

摘要:为了探明取代元素对非化学计量AB5型贮氢合金氢化物电极充放电性能的影响因素, 对LaNi5.15, La(NiSn)5.14, La(NiSnCo)5.12, La(NiSnMn)5.12和La(NiSnCoMnAl)5.10开展了电极过程动力学的研究. 采用线性极化的方法, 控制电极过电势小于5 mV, 测量出不同荷电容量下电化学反应的交换电流密度. 电极在满充电状态下i0并非最大, 当电极部分放电后该值达到最大. 对Co, Mn或Al部分取代形成的非化学计量多元贮氢合金的交换电流密度研究表明, Co有利于提高i0, 而Mn和Al不利于提高i0. 当氢化物电极中贮氢容量较小时, 电极反应的交换电流密度与电极中贮氢容量存在对数值的线性关系. 对于具有几乎一致的电极反应电子传递系数β的La(NiSn)5.14, La(NiSnCo)5.12, La(NiSnMn)5.12, La(NiSnCoMnAl)5.10氢化物电极, 造成交换电流密度差异来源于热力学吸附平衡常数K0与反应活化能W0. 含Al贮氢合金K0较低, 这是影响交换电流密度的主要因素. 对K0值接近的3种贮氢合金La(NiSn)5.14, La(NiSnCo)5.12, La(NiSnMn)5.12, 活化能W0是造成交换电流密度不同的主要原因.

关键词:冶金物理化学; 贮氢合金; 非化学计量; 电极过程动力学; 稀土;

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