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新型 BCC 结构 TiCrW 合金中的储氢

Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2024-11-30 , DOI: 10.1016/j.cej.2024.157872
Songsong Li , Huazhou Hu , Xiaoxuan Zhang , Chenyu Li , Yang Liu , Lei Liu , Qingjun Chen


体心立方 (BCC) 型合金具有较高的理论储氢能力,但其成本高、有效储氢能力有限和循环性能差仍然是挑战。在这项工作中,通过W掺杂和热处理成功制备了一种新颖且具有成本效益的(Ti0.44Cr0.56)94W6 BCC相合金。该合金具有 2.44 wt% 的有效氢解吸能力,在 300 次循环中降解最小 9%。微观组织分析表明,W 掺杂抑制了合金中富 Ti 相和 Laves 相的形成,使合金形成具有较高储氢位点的单 BCC 相结构。热处理后,该合金表现出显著的氢解/吸收动力学和优异的平台特性,将平台坡度系数从 5.32 降低到 0.18,并将有效氢解吸能力从 1.09 wt% 提高到 2.44 wt%。该合金在脱氢过程中的活化能和焓变分别为 11.64 和 44.31 kJ/mol。第一性原理模拟进一步阐明,W 掺杂的掺入降低了氢的迁移能垒,并损害了氢化物的结构稳定性。此外,分析了脱氢/氢化过程中的结构演变,阐明了合金循环性能衰减的机制。这些发现为新型固态储氢材料的开发提供了理论见解。




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更新日期:2024-11-30
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