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《钒_氢反应规律与钒基固溶体贮氢合金开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第24卷第2期钢铁钒钛Vol.24,No.22003年6月IRONSTEELVANADIUMTITANIUMJune392003钒-氢反应规律与钒基固溶体贮氢合金开发赵罡,刘守平,周上祺,李荣,任勤(重庆大学材料与工程学院,重庆400044)摘要:钒基固溶体贮氢合金是近年来开发的一种新型高性能贮氢材料。文中介绍了钒-氢反应的基本规律及钒基固溶体贮氢材料的特点,并对钒基固溶体贮氢合金的研究及开发现状进行了综述。关键词:钒氢反应;钒基固溶体贮氢合金;电池负极材料+中图分类号:TG139
2、7,O61451文献标识码:A文章编号:1004-7638(2003)02-0039-05PRINCIPLEOFVANADIUM-HYDROGENREACTIONANDDEVELOPMENTOFVANADIUMBASESOLIDSOLUTIONHYDROGENALLOYZHAOGang,LIUShou-ping,ZHOUShang-qi,LIRong,RENQin(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)A
3、bstract:Vanadiumbasesolidsolutionhydrogenalloyisakindofthehighperformancematerialsde-velopedinrecentyears.Thereactionprincipleofvanadiumandhydrogenandthecharacteristicsofvanadiumbasesolidsolutionhydrogenmaterialareintroduced.Therecentadvanceindevelopmentandresearchofvanadium
4、basesolidsolutionhydrogenalloysisdescribed.KeyWords:vanadium-hydrogenreaction;vanadiumbasesolidsolutionhydrogenalloy;batterycath-odematerial高比能量、无污染的镍氢电池,因此贮氢合金作为生0引言产镍氢电池的关键材料正在飞速发展。目前用作镍贮氢合金是20世纪70年代初期研究开发起来氢电池负极材料的LaNi5等稀土系贮氢合金虽已产的新型能源材料和功能材料,它可应用于二次电池、业化,但为满足应用的要求,开发低
5、成本、大容量的热能贮藏与输送、热能与机械能转换、制冷、温压传贮氢合金仍受到科技界和产业界的重视。钒及钒基感器及氢的贮存、净化、压缩、同位素分离等领域。固溶体合金(V-Ti、V-Ti-Cr等)可与氢生成近年来随着移动通信、笔记本电脑、航天和现代化武VH、VH2两种氢化物,其中VH2的理论贮氢量高器装备等的发展以及在各国政府大力开发电动汽车达3.8%(充放电容量为1018mAh/g)[1],是的推动下,二次电池的需求量不断增长,世界各国都LaNi5等稀土系合金贮氢量的三倍,因此钒基固溶在投入极大的人力物力发展以贮氢合金作为负极的体合金成了第三代贮
6、氢合金研究开发的重点对象。收稿日期:2003-02-14基金项目:重庆市应用基础基金资助项目2002069-7262。作者简介:赵罡(1979),男,上海嘉定人,重庆大学材料学院研究生。40钢铁钒钛2003年第24卷中国攀枝花地区储藏有丰富的钒钛资源,是我282.35K的温度下,吸放氢反应就能进行,反应的国的钒钛基地,因此研究开发钒基固溶体贮氢合金,吸放氢过程容易控制也更便于利用。对综合利用我国西部地区的钒钛资源具有现实的经钒基固溶体的吸放氢过程中伴随着钒氢相变的济
7、意义,符合我国西部大开发的重大方针。[3][2]发生,如图1和图2所示,图1表示钒-氢系的理想等温线形状,横轴表示钒基合金中固溶的氢与1钒氢反应的规律钒的原子个数之比,纵轴为氢的分解压力,T1、T2、钒与氢反应首先生成VH,其反应如(1)式所T3三条曲线分别表示在三组温度状态下的分解压示:的状况。图2表示压力一定时,温度与金属钒中含V+1/2H2=VH+Q1(1)氢量组成关系。从图1可以看出,在温度不变的情aVHGVH=-RTln1/2(2)况下,提高氢压,氢溶于钒中并随着压力增大其数量aVpH2达到A点,把此时固溶氢的钒基相称为
8、相(VH若以纯物质V、VH为标态,则aVH、aV均为1,相),进入平高线区VH相与H2继续反应生成相[1]据实验测定,在室温(T=298K)的条件下
