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1、化学通报 1998年第2期·19·215 利用太阳能将CO2和CH4转变为合成气技术[4]新墨西哥州立大学物理科学实验室的JamesMcCrary成功地实验了一个新系统。他们用太阳能加热吸附在镍催化剂上的甲烷和二氧化碳的混合物,当温度达到925℃时,混合物发生吸热反应(消耗能量)而结合成合成气。合成气燃烧放出的热量用于使水加热变成水蒸气,水蒸气可用于取暖或被输送到发电厂的蒸气涡轮机发电。研究人员正在设计一种熔盐(钠、钾、镁的氯化物)型的贮热罐,这种贮热罐在没有阳光的情况下可使系统连续运行3天。3 结束语随着人类的不断
2、开采,地下原油和煤的储量日益锐减,寻找新能源便成了全世界面临的最紧迫的任务之一。太阳能是取之不尽、用之不竭的潜在能源。将太阳能有效地转变为电能、热能和化学能等,关键是寻找廉价、高效的光电材料和开发新型的太阳能电池。本文正是介绍了这一研究领域的部分成果,所涉及的光电化学过程、太阳能利用、半导体基体及光催化剂,将为国内从事这一领域研究的科学工作者提供借鉴作用。参考文献1王尧宇,高忆慈,史启祯1国际上部分重要的应用化学研究成果1大学化学《今日化学》1995,12,61～642GeorgeBK.AppliedChemistr
3、y.YearbookofScienceandtheFutureYearinReview,1981～19923KenZ.Thin2filmPhotovoltaicCells.AmericanScientist,1993,81,362～3694LewisNS.ArtificialPhotosynthesis.AmericanScientist,1995,83,534～5415BardAJ.ArtificialPhotosynthesis:SolarSplittingofWatertoHydrogenandOxygen.A
4、ccountsofchemicalResearch,1995,28,141～1456KovalCAandHowardJN.ElectronTransferatSemiconductorElectrode2liquidElectrolyteinterfaces.ChemicalReviews,1992,92,411～4337O'ReganBandGratzelM.ALow2cost,High2efficiencySolarCell.Nature,1991,353,737～740储氢合金的表面处理张大为 袁华堂 张允什(
5、南开大学新能源材料化学研究所 天津 300071)关键词 储氢合金 金属氢化物 镍氢电池 表面处理摘要 概要介绍了储氢合金表面改性处理的几种主要途径,并讨论了它们的特点及发展现状。以储氢合金作为负极活性物质的金属氢化物ö镍(NiöMH)新型二次电池,因其具有比能量高及不存在Cd对环境的污染等突出特点,现已成为国际上竞相研究开发的重要方向。然而,储氢合金在充放电循环过程中暴露的易粉化、易氧化、不耐腐蚀等问题严重影响了电池的各项性能。为了减少这些现象的发生,提出对合金进行表面处理,其目的在于改变合金的表面状态,从而改变合
6、金的有关动力学性能,使合金的潜在性能得以发挥。张大为,男,26岁,实习研究员,主要从事储氢合金表面处理的研究。国家863资助项目 1996210225收稿,1997209210修回·20·化学通报 1998年第2期1 表面层的作用表面处理,顾名思义是对表面进行化学或者物理处理。因此,了解储氢合金表面层在吸放氢过程中充当什么角色是很有必要的。在固气反应中,储氢合金表面的催化作用如图1(a)所示:氢气在合金表面解离成氢原子,氢原子向合金内部扩散,并吸藏在金属原子间隙中。当体系升温时,氢又被释放出来。反复吸放氢,合金图1
7、储氢合金在气相和电化学反应中表面的比较体积发生膨胀并最终导致微粉化。合金的粉化使得合金表面积迅速扩大,这就加快了氢解离和扩散的反应速度。在气相反应中,如果使用高纯氢气,合金的氧化和劣化问题表现并不突出。在固液反应中,储氢合金表面的催化作用如图1(b)所示:当体系构成回路时,水在合金表面分解生成原子氢,氢向表面内部扩散并被吸藏。当通以反向电流时,氢释放出来并被氧化成水。由于电子是通过合金表面这一传播媒介传导给电解液,因此,具有良好电子传导性的表面(有效表面)就成为制约电极反应的重要因素。此外,由于金属氢化物在电解液中容
8、易氧化分解,所以表面层的保护能力将决定合金的氧化速度。总而言之,在固液反应中,改善合金表面的导电性、催化活性、氢扩散性以及耐腐蚀性将有利于提高电极循环寿命和快速充放电等性能。2 储氢合金的表面处理[1]211 合金的氧化溶解和表面化学修饰储氢合金在平衡氢电位下,合金构成元素除Ni、Co、Cu以外均有被氧化的倾向,而Ni、Co、Cu由于再生能力强
