燕山大学环境与化学工程学院Shucun Li等–石墨烯增强球磨LaY2Ni9.5Mn0.5Al0.5储氢合金的电化学性能

采用机械球磨法在LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5合金中添加适量的石墨烯，以提高原始合金的放电性能。讨论了石墨烯的加入对电化学性能和动力学性能的影响。结果表明: LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5合金由Gd₂Co₇和Ce₂Ni₇相组成。石墨烯的加入和球磨处理可显著提高LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5合金的电化学储氢容量。石墨烯添加量为3 wt %时，LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5磨合金的最大放电容量为277.4 mAh⋅g^-1,100次循环后容量保持率为53.9%，高于原始合金。添加石墨烯后，合金电极的交换电流密度I₀和氢的扩散系数D也明显提高。石墨烯的加入对提高合金电极的高倍率放电性能具有明显的优势。

图1. LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5+ x wt. %石墨烯电极的XRD图谱。

图2. LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5+ x wt. %石墨烯电极的SEM图谱。

图3. LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5+ x wt. %石墨烯电极的放电容量。

图4. LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5+ x wt. %石墨烯电极的放电容量与温度的关系。

图5. LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5+ x wt. %石墨烯电极的高速率放电能力。

图6. LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5+ x wt. %石墨烯电极及等效电路的EIS。

图7. LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5+ x wt. %石墨烯电极的阳极电流-时间响应。

相关研究成果由燕山大学环境与化学工程学院河北省应用化学重点实验室，河北省水体重金属深度修复与资源利用重点实验室Shucun Li等人于2021年发表在Journal of Physics and Chemistry of Solids (https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2021.110347)上。原文：Enhanced electrochemical properties of ball-milled LaY₂Ni_9.5Mn_0.5Al_0.5 hydrogen storage alloy with graphene。