基于EXAFS技术的LaNi5-xAlx合金储氢性能本征衰退机理研究

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1、…分类号：密级：ＵＤＣ：单位代码：名徵２＊大ｆ硕士学位论文论文题目：基于ＥＸＡＦＳ技术的ＬａＮｉ＾Ａｌｘ合金储氢性能本征衰退机理研究馨学号１４２０１９００６１：作者：闫永河材料科学与工程专业名称：２０１７年６月２日Ｍ独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安徽工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一

2、。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。■日期签名：：ｗ］关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被査阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，保密的论文在解密后应遵循此规定。＾丨签名：：从巧导师签名：日期：安徽工业大学硕士学位论文基于EXAFS技术的LaNi5-xAlx合金论文题目：储氢性能本征衰退机理研究Researchondegradationme

3、chanismofLaNi5-xAlxhydrogenstoragealloybyEXAFS作者：闫永珂学院：材料科学与工程学院指导教师：敬和民单位：安徽工业大学协助指导教师：程宏辉单位：扬州大学刘晶晶单位：扬州大学论文提交日期：2017年06月03日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山243002摘要能源是当今经济社会发展重要的物质基础。随着经济社会的发展能源消耗持续增长。氢能作为新能源，以其储量丰富，容易获取、没有污染，能量密度高等优点，将逐步应用到人类生活的各个方面。然而，随着吸放氢循环的进行，合金的储氢性能会发生衰退，主要表现为可逆吸放氢量的降低和

4、吸放氢平台斜率的增加，以及合金逐步粉化成微米级的颗粒。这些对相关工程应用十分不利。本论文中选择了LaNi5-xAlx（x=0.25,0.5,0.75,1）作为主要研究对象。运用同步辐射扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）、储氢性能综合测试系统，对LaNi5-xAlx（x=0.25,0.5,0.75,1）合金的吸放氢性能、热力学性能、动力学性能、以及La，Ni原子周围的精细结构，包括配位数、键长、热无序度进行研究与分析。合金的储氢性能本征衰退机理研究取得如下主要结果：通过对LaNi5-xAlx（x=0.25，0.5，0.75，1）合金长期吸放氢循环及EXAF

5、S实验表明，合金中随着Al含量的增加，Ni原子周围的局域结构由Ni-Ni配位逐渐转变为Ni-Al及Ni-La配位，并且随着Al含量的增加合金的局域结构越来越均一和稳定。随着循环次数的增加，晶格常数和晶胞体积都增大，反应焓变的绝对值增大，稳定性变强的同时在循环300次时缺陷降到最低。LaNi5-xAlx合金性能衰减的主要原因可能是晶体结构缺陷或者发生了歧化反应，在本样品的吸放氢循环过程中歧化反应占据主要作用。随着循环次数的增加歧化反应的速率先增加后降低。通过分析LaNi4Al拟合结果中的Ni-Ni及Ni-La原子间距得知，活化过程使样品中的应力得到了释放，样

6、品的内应力逐渐减小，直至达到最佳状态，同时促进合金吸放氢，使得晶胞体积膨胀，原子间距增加。但是，随着循环的持续进行吸放氢含量降低，晶胞体积不再随着吸放氢而膨胀。内部应力增加，导致晶格的破坏和晶体缺陷的增加，从而热无序度增加。因此，此实验的结果表明LaNi5-xAlx储氢合金的性能衰减主要受结构缺陷的影响。关键词：扩展X射线吸收精细结构（EXAFS），LaNi5-xAlx合金，本征衰退机理，歧化反应，晶体缺陷。IAbstractEnergyisanimportantmaterialbasisforthedevelopmentoftoday’seconomic

7、society.Withthedevelopmentofeconomicsocietyenergyconsumptioncontinuestogrow.Thedevelopmentanduseoftraditionalfossilenergyhasledtomanyenvironmentalproblems.Hydrogenenergyhasmanyattractiveadvantages,suchashighenergydensity,richreservesandalmostnopollution.Asanewenergy,hydrogenwillbe

8、appliedinvariouslivingaspectsofhu