多壁纳米碳管电化学储氢研究

多壁纳米碳管（MWNT）是一种由多层同轴碳纳米管构成的材料，由于其优异的机械强度、高导电性、大的比表面积等特性，近年来被广泛研究作为储氢材料。谢雷在其研究中探究了多壁纳米碳管的电化学储氢性能，采用了复合电沉积的方法制备了纳米碳管-镍（CNT-Ni）工作电极，并通过恒流充放电、循环伏安以及循环寿命等测试手段对其电化学储氢性能进行了深入研究。 研究首先对多壁纳米碳管进行了制备与前处理，使用了三种不同直径的MWNT，并通过化学催化裂解法合成。为了提高纳米碳管的纯度，实验中对它们进行了酸洗和超声波振荡处理。处理后的碳管通过透射电子显微镜（TEM）观察其结构和形态，发现纯化后的碳管较纯，基本无杂质，部分管口打开，但存在缠绕的情况。 工作电极的制备部分，研究者选择了普通碳钢作为基体材料，并通过酸洗和碱处理得到洁净有活性的表面。电沉积过程中，采用了氨基磺酸盐镀镍液和普通镀镍液两种镀液。通过控制电沉积条件（如温度、搅拌速度、电流密度及pH值等），优化了电极的制备工艺，确定了纳米碳管含量最高的工作电极的最佳制备条件。 电化学性能测试部分，采用三电极体系，以高容量烧结镍为对电极，1M甘汞电极为参比电极，并在6M KOH电解液中进行测试。实验结果表明，直径小于10nm的MWNT的放电能力达到1361.1mAh/g，相当于储氢量为4.77Wt%（质量）。电化学测试结果表明，CNT-Ni电极的氢吸附主要发生在镍的活性点上，且电极具有一定的循环寿命。 谢雷的研究结果表明，多壁纳米碳管具有一定的电化学储氢能力，尤其是在优化了电极制备工艺后，储氢性能有了显著提升。不过，储氢机理尚未完全明晰，需要进一步深入研究。研究成果还强调了多壁纳米碳管在体积储氢容量方面的潜力，与其他研究中提及的单壁纳米碳管相比，多壁纳米碳管在体积储氢容量方面表现出一定的优势，最大可达到31.6KgH2/m3。 此外，研究还指出在目前的纳米碳管储氢研究中，气相储氢的研究较多，而电化学储氢的研究较少。在电化学储氢的研究中，粉末压型法得到的关注较多，而复合电沉积法研究的文献相对较少。本研究选择了金属镍作为基体材料，并通过复合电沉积法制备出纳米碳管-镍工作电极，为多壁纳米碳管的电化学储氢性能研究提供了新的视角和方法。 谢雷的研究不仅深化了对多壁纳米碳管电化学储氢性能的理解，而且还为未来该领域的研究提供了实验方法和工艺参数方面的参考，推动了碳纳米管储氢技术的发展。