《使用热管增强基于金属氢化物的存储系统中的氢充电》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2019-08-07
  • 金属氢化物床中的传热显着影响金属氢化物反应器(MHR)的性能。 增强反应床内的热传递改善了氢化速率。 本研究使用储存介质LaNi5对三种不同圆柱形MHR配置的储存容量和时间进行性能分析:a)用自然对流冷却的反应器,b)在中心轴上有热管的反应器,c)带翅片热管的反应器。 该研究显示了在不同的氢气供应压力(2-15巴)下使用热管和散热片来增强MHR中的传热的影响。 在任何吸收温度下,氢吸收速率和氢存储容量随供应压力而增加。 结果表明,使用热管可提高吸氢率。 发现翅片式热管对氢充电时间有显着影响,在10巴氢气供应压力下减少约75%。

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  • 《层状三元金属氢化物电极显著提升柔性电容性能》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-09-18
    • 随着柔性可穿戴电子器件的快速发展,人们对柔性储能器件的需求逐步增加。而柔性超级电容器(超容)作为一类便携式能量储存设备也受到了许多研究者的关注。然而当前商用的柔性超容能量密度较低(小于10 Wh/kg)无法满足高能量密度的实际需求,因此开发具有高容量、高充放电倍率性能的柔性电极材料极为重要。层状金属氢氧化物(LDH)具有双电层电容和赝电容的储能特性,是一类重要的超容电极材料,如镍钴层状氢氧化物,但其在碱性环境中存在不稳定性,亟需予以解决。 新加坡国立大学John Wang教授课题组采用简单的水热法制备了一种镍(Ni)、钴(Co)、铝(Al)三元金属复合的层状氢化物柔性超容电极材料,通过对Al元素含量的优化调节,显著提升了柔性非对称超容的放电比容量和循环稳定性。电容器件经过15000次循环后,容量仅衰减不到9%。研究人员首先将一定比例的氯化镍、氯化钴、氯化铝、氟化铵和氨水混合,与碳布(CC)一起放入水热釜中,在120℃的温度下进行水热反应,在CC上原位生长了镍钴金属氢化物(CC@NiCo2-OH)柔性电极和镍钴铝三元金属层状氢化物(CC@NiCo2Alx-LDH,x是引入的Al摩尔比,分别为0.5、1和2)。扫描电镜显示,CC@NiCo2-OH是由一维纳米线单元组成,其均匀分散在CC上;而添加Al元素后的CC@NiCo2Alx-LDH形貌发生了显著变化,其组成单元从单一的纳米线变成了纳米线和二维纳米片的混合物,且随着掺入Al含量的增加,纳米片含量增加,纳米线减少(当x大于2时,全部转变为纳米片),即Al元素会影响电极的形貌和结构。X射线衍射谱测试显示,CC@NiCo2-OH材料为β相结构且特征衍射峰较弱,而CC@NiCo2Alx-LDH特征衍射峰显著增强且逐步转变为LDH相,表明引入Al元素也能够改善材料的结晶性。接着将上述制备的电极材料置于0.1摩尔的氢氧化钾溶液中进行三电极测试,在0.5 A/g放电电流密度下,CC@NiCo2Al0.5-LDH电极放电比电容为1137 F/g,远远高于CC@NiCo2-OH的数值(493 F/g),且经过12000余次循环容量仅衰减不到3%,表现出优异的循环稳定性。而当电流密度增大40倍到20 A/g,CC@NiCo2-OH电极的放电比电容大幅衰减至104 F/g,而CC@NiCo2Al0.5-LDH电极依旧可以获得660 F/g的比电容,表现出高倍率性能。接着研究人员利用CC@NiCo2Al0.5-LDH电极与碱性电解质和金属有机骨架ZIF-8电极组装成非对称的柔性超容器件,并进行电化学性能测试。在5 A/g电流密度以及5 mV/s扫描速率下进行循环伏安测试,结果显示超容器件在462 W/kg的功率密度下具有高达44 Wh/kg的能量密度,经过15000次充放电循环仍可保持91.2%的初始容量值;而且在不同的弯曲角度(45°,90°和180°)下测得的比电容分别小幅下降到初始值的99.2%、97.6%和93.6%,显示了良好的柔韧性,有潜力应用于柔性可穿戴电子设备领域。 该项研究精心制备了一种新型的三元金属双层氢化物柔性电极材料,通过Al元素的引入有效地改善了电极比电容和结构稳定性,从而获得了具有高比电容、高倍率性能和长循环寿命的柔性超容器件,为改善柔性可穿戴电子器件储能提供了新的技术方案。相关研究成果发表在《Advanced Functional Materials》 。
  • 《在提高储氢性能研究中氢化/脱氢过程的组织演变》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:董璐
    • 发布时间:2015-07-27
    • 该锂-镁-氮-氢系统由高氢容量的轻质材料构成,因此它也是储氢应用的一部分。在这项工作中,研究在Li3N-MgH2(1:1)不同量的LiNH2加入对系统储氢性能的影响。前三者的混合物将在Li3N–MgH2-xLiNH2(x = 0,0.13,1和2摩尔)球形磨合后得到。在LiNH2加入之后,其颗粒分散导致微观结构的变化,也使氢的扩散距离缩短,研究的所有样品的吸放氢性能增加。