بررسی ریزساختار و کیفیت ذخیره‌سازی هیدروژن در آلیاژ MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3 حاوی میش‌متالِ غنی از سریم، به منظور استفاده در باتری‌های نیکل- هیدرید فلزی

Abstract

امروزه باتری‌های لیتیومی و نیکل- هیدرید فلزی به دلیل ظرفیت ذخیره‌‌سازی بالاترِ انرژی و عدم به‌کارگیری فلزات سنگین و آلاینده محیط‌زیست، بسیار مورد توجه‌اند. در باتری‌های نیکل- هیدرید فلزی، آلیاژ جاذب هیدروژن در الکترودِ منفی با هیدرولیز آب به هیدرید فلز تبدیل می‌گردد. در پژوهشِ حاضر آلیاژ MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3 حاوی میش‌متالِ غنی از سریم، با استفاده از روش قوس الکتریکی تحت خلاء سنتز شد. در ادامه، آلیاژ حاصل جهت همگن‌سازی به مدت هفت ساعت در کوره تیوبی و در دمای 900 درجه سانتی‌گراد قرار گرفت. خردایش آلیاژ به دلیل ماهیت ترد آن در یک هاون عقیق انجام شد و آلیاژ خرد شده با اندازه ذراتِ کمتر از 50 میکرون تحت آزمون‌های اشعه ایکس(بررسی ریزساختارساختار)، سیورت (بررسی ظرفیت ذخیره‌سازی هیدروژن) و الکتروشیمی (بررسی میزان انرژی ذخیره شده به صورت برگشت‌پذیر) قرار گرفت. الگوی پراش اشعه ایکس نشان می‌دهد آلیاژ حاصل به‌طور عمده ساختار کریستالوگرافی هگزاگونال با فرمول شیمیایی AB5 دارد. بررسی‌های انجام شده به وسیله دستگاه سیورت نشان می‌دهد، در دمای محیط یک درصد وزنی و در دمای 60 درجه سانتیگراد 6/0 درصد وزنی هیدروژن توسط آلیاژ، قابل ذخیره‌سازی است. هم‌چنین بررسی‌های الکتروشیمیایی به وسیله دستگاه ایویوم (Evium) نیز نشان می‌دهد این آلیاژ به صورت برگشت‌پذیر قابلیت ذخیره‌سازی انرژی به میزان mAh/g 150 را دارد.