合金化元素的选择及其对(La, Mg)5Ni19 A5B19型相稳定性和电化学储氢性能的影响

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基本信息

  • 批准号:
    U1304522
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0110.金属生物与仿生材料
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

La-Mg-Ni-based A5B19-type alloys have attracted much attention due to high theoretical capacity, good corrosion resistance and low lattice strains in hydrogen absorption/desorption. However, the overall electrochemical hydrogen storage properties are not satisfying. La-Mg-Ni A5B19-type alloys have attracted extensive attentions due to their high theoretical capacity, low lattice strains during hydrogen absorption/desorption and good corrosion resistance. However, the overall electrochemical hydrogen storage properties are yet not satisfying. In fact, selection of alloying elements plays a critical role in improving the overall electrochemical hydrogen storage properties with excellent cycling stability. Proper chosen of alloying element is believed to benefit the phase stability and the matching ability between [A2B4] and [AB5], and can also lower the lattice strains during the hydrogen absorption/desorption. This project aims to take La4MgNi19 A5B19-type phase as research system, study the site occupancy and preference of alloying elements, and clarify their influences on matching ability between [A2B4] and [AB5] and the stability of A5B19-type alloys by both experimental and theoretical methods. At the same time, the microstructures and hydrogen storage performances of the alloyed A5B19-type alloys would be investigated to reveal the law of the effect of alloying elements on the lattice strains during the hydrogen absorption/desorption as well as on the cycling stability. Based on the above results, alloying elements would be selected to optimize the microstructures and hydrogen storage performances of La4MgNi19 alloy and prepare La-Mg-Ni-based A5B19-type alloys with high specific capacity, low self-discharge and also good cycling stability.
镧-镁-镍A5B19型合金因理论比容量高、吸/放氢晶格应力低和耐腐蚀性好而受到广泛关注,但其综合电化学储氢性能有待进一步提高。在保持良好循环稳定性的同时,优化合金电化学储氢性能的关键在于合理选择合金化元素,所选元素应有利于提高A5B19型相稳定性和[A2B4]/[AB5]子单元的匹配性,并降低吸/放氢过程中晶格应力。本项目拟选择La4MgNi19 A5B19型相合金作为基体,采用理论计算与实验研究相结合的方法,明确合金化元素在A5B19型相中的占位及合金化对[A2B4]/[AB5]子单元匹配性和相稳定性的影响;研究合金化后A5B19型相合金的微观结构和储氢性能,揭示合金化对吸/放氢过程中晶格应力和循环稳定性的影响规律;结合相稳定性和循环稳定性,合理选择合金化元素,多元优化La4MgNi19合金的微观结构和储氢性能,以期得到高比容量、低自放电、长寿命的镧-镁-镍基A5B19型相储氢合金。

结项摘要

镧-镁-镍A5B19型合金因理论比容量高、吸/放氢晶格应力低和耐腐蚀性好而受到广泛关注,但其综合电化学储氢性能有待进一步提高。本项目以La-Mg-Ni基A5B19相合金为研究对象,深入解析了合金化元素和化学计量比对合金中A5B19相稳定性和合金电极循环稳定性的影响。采用真空感应熔炼方法制备了La4MgNi19、La3RMgNi19(R = La、Pr、Nd、Sm、Gd和Y)、La4MgNi18M(M = Ni、Al、Co和Cu)和La4MgNix(x = 16–19)系列合金的样品,并研究了热处理温度对合金微观结构和电化学性能的影响,结果表明,Gd、Sm和Y元素有利于A5B19相的生成,而Nd和Pr元素取代则有利于A2B7相的生成,且Pr、Nd、Sm、Gd和Y元素取代均一定程度的提高了合金电极的循环稳定性能,但Gd、Sm和Y在提高电化学循环稳定方面更加突出。Al元素的部分取代有利于A5B19相的生成,而Cu和Co元素取代则有利于A2B7相的生成。Al、Cu和Co均促进电化学循环稳定性的改善。增加La4MgNix合金的化学计量比,A2B7和LaNi5的相丰度逐渐减小,A5B19相丰度逐渐增加,这表明化学计量比的增加有利于A5B19相的生成。在此基础上,通过组成优化,制备了综合电化学性能良好的A5B19相(主相)/A2B7相(第二相)的La-Sm-Nd-Mg-Ni-Al的合金。项目完成期间,共发表SCI收录论文6篇,申请发明专利5项,培养硕士研究生4名。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Phase transformation and electrochemical hydrogen storage performances of La3RMgNi19 (R = La, Pr, Nd, Sm, Gd and Y) alloys
La3RMgNi19(R = La、Pr、Nd、Sm、Gd 和 Y)合金的相变和电化学储氢性能
  • DOI:
    10.1016/j.ijhydene.2016.11.120
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
    International Journal of Hydrogen Energy
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Yanping Fan;Guangxin Fan;Baozhong Liu;Shumin Han
  • 通讯作者:
    Shumin Han
Modifying microstructures and hydrogen storage properties of 85 mass% Mg–10 mass% Ni–5 mass% La alloy by ultra-high pressure
改性%20微结构%20和%20氢%20存储%20性能%20of%2085%20mass%%20Mg—10%20mass%%20Ni—5%20mass%%20La%20合金%20by%20超高%20压力
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2014.01.119
  • 发表时间:
    2014-05
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Xianyun Peng;Taichao Su;Hari Bala;Baozhong Liu
  • 通讯作者:
    Baozhong Liu
Effect of WFe substitution on microstructures and electrochemical hydrogen storage properties of LaNi3.70Co0.2–xMn0.30Al0.15Cu0.65(W0.42Fe0.58)x alloys
WFe替代对LaNi3.70Co0.2-xMn0.30Al0.15Cu0.65(W0.42Fe0.58)(x)合金显微组织和电化学储氢性能的影响
  • DOI:
    10.1016/s1002-0721(14)60495-6
  • 发表时间:
    2015-08
  • 期刊:
    Journal of Rare Earths
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Yanping FAN;Baoqing ZHANG;Liqiang JI;Baozhong LIU
  • 通讯作者:
    Baozhong LIU

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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁洁;范燕平;马名杰;刘宝忠
  • 通讯作者:
    刘宝忠

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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