Hydrogen absorption properties of LaMg2Ni9 intermetallic compound  used as negative electrode material

in Ni-MH batteries

 

Etude des propriétés d’absorption de l’hydrogène

d’un composé nanocristallin hydrurable LaMg2Ni9

Application aux accumulateurs Ni-MH

 

M. Elghali, D. Ghattas, M. Abdellaoui*

UR Physico-chimie et Génie des Matériaux

Institut National de Recherche et d’Analyse Physico-chimique, Sidi Thabet, Sidi Thabet 2020, Tunisie

* Corresponding author. E-mail: mohieddine.abdellaoui@inrap.rnrt.tn

Received : 28 April 2009; revised version accepted: 09 July 2009

 

Abstact

     LaMg2Ni9 intermetallic compound was prepared by mechanical alloying for milling durations ranging from 10 to 100 h. Electrochemical analytic methods such as the chronopotentiometry, the cyclic voltammetry and the chronoamperometry were used to determine the electrochemical properties for this alloy which can be used as a negative electrode in the Ni-MH accumulators.

     The chropotentiometry method shows that the electrochemical discharge capacity depends on LaMg2Ni9 phase content. This capacity reaches maximum values of 42 and 37 mAh/g after respectively 10 and 50 h ball milling. The voltammograms show that the charge-discharge behaviour changes with the alloying duration. In fact, the obtained values of the charge transfer coefficient of LaMg2Ni9 compound are respectively 0.91 and 0.25 for ball milling durations 10 h and 50h. The hydrogen diffusion coefficients, calculated from the voltammograms, are equal to 2.10.10-9 cm2.s-1 and 8.90.10-9 cm2.s-1 for respectively 10 and 50 h ball milling durations. These values are representative of the diffusion process in the solid state.

 

Keywords: Metallic hydride; Ni-MH accumulator; Mechanical alloying; Charge tranfer coefficient; Hydrogen diffusion coefficient.

 

Résumé 

     Le composé LaMg2Ni9 a été élaboré par mécanosynthèse pendant des durées variant de 10 à 100 h. Les techniques électrochimiques, à savoir, la chronopotentiométrie, la voltamétrie cyclique et la chronoampérométrie ont été utilisées pour déterminer les propriétés électrochimiques de cet alliage pouvant être utilisé en tant qu’électrode négative dans les accumulateurs nickel/hydrure métallique.

Le cyclage galvanostatique a permis de conclure que la capacité de décharge électrochimique varie avec la teneur du composé LaMg2Ni9. Cette capacité est égale respectivement à 42 et 37 mAh/g pour l’alliage obtenu après 10 et 50h de mécanosynthèse.

     Le processus de charge-décharge n’a pas la même tendance pour les deux durées. En effet, le coefficient de transfert de charge déterminé par voltamétrie cyclique est égal à 0,91 pour l’alliage obtenu après 10 h et 0,25 pour celui obtenu après 50 h de synthèse. Les valeurs du coefficient de diffusion de l’hydrogène (2,10.10-9 cm2.s-1 pour 10 h de synthèse et 8,90.10-9 cm2.s-1 pour 50 h) déterminées à partir des voltamogrames sont représentatives de la diffusion à l’état solide.

 

Mots clés: Hydrure métallique; Accumulateur Ni-MH; Mécanosynthèse; Coefficient de transfert de charge; Coefficient de diffusion de l’hydrogène.

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