金属氢化物电极中氢扩散系数的电化学测试方法

Ni／MH电池中，金属氢化物电极的充放电性能是由电极／溶液界面的电化学过程和合金内部氢的扩散过程共同决定的，而且在多数情况下是由氢的扩散过程控制的。扩散系数是表征扩散速度的一个重要的动力学参数，扩散系数越大表明扩散速度越快，电极性能越好。因此，要研究金属氢化物电极就必须测试其中氢的扩散系数。这不仅具有理论意义，而且对于筛选贮氢合金或优化合金的组成具有现实的指导意义。 近年来，国内外学者已经对各种贮氢合金及其金属氢化物电极中氢的扩散行为进行了大量的研究。所用的方法可以分为核磁共振(NMR)法、准弹性中子散射(QNS)法和电化学方法。其中，电化学方法主要包括：恒电位阶跃法、恒电流放电法、循环伏安法、电化学阻抗法、脉冲电流法和电化学渗氢法。但是，在已经报道的对同一体系中氢扩散系数的电化学测试中，不同的作者用同一种方法或者同一作者用不同的方法得出的结果都不相同，而且有些规律甚至完全相反。为了考察各种方法在实际应用中的切实可行性及其测试结果的准确度和可比性，本文综述了国内外电化学工作者用于测定贮氢合金和金属氢化物电极中氢扩散系数的各种电化学方法，并从理论和实验的角度对这些方法进行了比较和讨论。