Nanocrystalline Ti2_xZrxNi (x = 0, 0.25, 0.5) hydrogen storage materials produced by mechanical alloying

Ti2_xZrxNi (x = 0, 0.25, 0.5) nanocrystalline alloys were prepared by mechanical alloying (MA), with SPEX 8000 mixer mill, and subsequent annealing at 750°C for 0.5 h under high purity argon. X-ray diffraction analyses revealed that amorphous phase was obtained after 8 hours of milling, and expected Ti2Ni-phase peaks appeared after heat treatment (750°C for 0.5 h). Annealing process doesn't cause growth of particle size. On the other hand increasing of Zr content in Ti2Ni-based alloy, caused reduction of particle size and expansion of crystallite size. All materials were used as negative electrodes for Ni-MH, batteries. Depend on the material chemical composition the maximum discharge capacities was obtained on 2nd or 4th cycle. The highest discharge capacity was obtained for Ti2Ni - 256 mAh/g (at 40 mA/g discharge current). Alloy with the best capacity retaining rate after 18 cycles was Ti1.5Zr0.5Ni. The Ti2Ni-based hydrogen storage alloys is attractive for secondary battery, because of inexpensive raw materials.

---

Nanokrystaliczne stopy Ti2_xZrxNi (x = 0, 0,25, 0,5) wytworzono metodą mechanicznej syntezy za pomocą młynka typu SPEX 8000 i dodatkowej obróbki cieplnej w 750°C przez 0,5 h w atmosferze argonu. Analiza rentgenowska wykazała, że faze amorficzną uzyskaną po 8 godzinach mielenia, a faza typu Ti2Ni pojawiła się po obróbce cieplnej (750°C przez 0,5 h). Stwierdzono brak rozrostu cząsteczek materiału w wyniku obróbki cieplnej. Zwiększenie zawartości Zr w stopach typu Ti2Ni powoduje zmniejszenie wielkości cząstek i wzrost wielkości krystalitów. Wszystkie materiały użyto do wytworzenia ujemnych elektrod dla akumulatorów typu Ni-MH, W zależności od składu chemicznego materiałów maksymalna pojemność rozładowania została zmierzona przy 2 albo 4 cyklu. Największą pojemnością rozładowania charakteryzował się stop Ti2Ni 256 mAh/g (przy prądzie rozładowania 40 mA/g). Stopem o najlepszej stabilności pracy cyklicznej po 18 cyklach był Ti1,5Zr0,5Ni. Stopy typu Ti2Ni są atrakcyjnym materiałem do produkcji baterii akumulatorowych ze względu na niską cenę surowców.