随着全球环境污染和化石燃料资源日趋紧张，寻找清洁、无污染的新能源材料，已成为世界各国科学家关注的焦点。记者从近日举行的广西科技表彰大会上了解到，桂林电子科技大学教授周怀营研制的新型稀土-镁基储氢合金组装的5号充电电池，经检测，各项性能均符合国家相关指标。该项成果获得2007年度广西科技进步奖一等奖。这一成果是在周怀营主持的国家自然科学基金“轻稀土RE-Mg-Ni体系相图及其合金电化学性能研究”项目成果基础上完成的。

 

据介绍，储氢材料是一种能源功能材料，而稀土基AB5型储氢合金属于综合储氢性能较优的金属氢化物类型，在镍氢电池工业中得到广泛应用。但目前此类储氢合金由于自身结构的限制，容量在330mAh/g左右，而且容量提升的空间有限。因此，如何获得具有高储氢容量、低成本的镁基储氢合金，成为世界各国科学家近年来研究的重点。

 

由于镁基储氢合金吸放氢条件苛刻，且吸放氢速度较慢和在碱液中易腐蚀，使其实际应用受到了限制。因此，一些学者认为，如能把镁系储氢合金和稀土系储氢合金结合起来，开发出新型的稀土—镁镍基储氢合金类型，有望克服上述两种类型储氢材料的缺点，获得优于二者的综合储氢性能，可满足目前在高能电池、镍氢动力电池研制中对高性能储氢合金（负极材料）的需求。

 

周怀营课题组近年来在国家及广西自然科学基金的持续资助下，利用XRD、SEM、DSC等分析手段，通过系统研究轻稀土RE-Mg-Ni（RE=Ce，Pr，Nd）体系相图及相关系，测定了上述3个三元体系相图富镍区的等温截面，以及所形成的金属间化合物的显微组织。采用模拟电池法，对MgNi、Mg2Ni等6种合金的电化学性能展开了研究；探讨了组元替换、球磨条件等对上述一些合金的组织结构和电化学性能的影响。

 

通过几年的不断攻关，他们确定了三元体系中一批二元和三元化合物的稳定存在和成分范围；首次开展了REMgNi4合金的电化学储氢性能研究；确定了多组元晶态和非晶态、混合稀土化合物的制备工艺，并申请了发明专利两项；从相图与相关系角度，研究了组元替换对Mg2Ni、REMgNi4合金结构和电极性能的影响；系统探讨了球磨工艺对Mg2Ni/Ni、Mg2Ni/Mg等合金结构和电极性能的影响。

 

在课题取得一系列研究成果的基础上，他们还撰写学术论文42篇，其中SCI收录20篇、Ei收录18篇，并获得2项国家发明专利。

 

该项成果为开发高性能电池原料提供了理论基础。周怀营课题组已成为广西第一个从事储氢新能源材料开发的研究小组，并被国家自然科学基金委员会工程与材料科学部吸收为“储氢材料”研究集团成员。据悉，该项研究已继续得到国家其他部委的资助，以期早日将成果投入实际应用。