108 北京科技大学学报 第33卷 被吸附在镍电极表面，所以出现的漏电现象也就不 日日日日 明显 6 1.2 1.6 日日日日一日日日丹 e-0.2MV·m -e-0.2 MV.m -0.5 MV.m -0.5 MV.m- +-1.0MV-m-1 0.8 十 ★十 1.2 +-1.0MVm -a-2.0 MV.m e1.5 MV.m- -1.5MV·m' 8-2.0MVm- 4 0.8 是 D 0.2 0.40.60.8 0.4F 时间 图6氢气压力为1.5MPa时在不同电场强度下的充电信号 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Fig 6 Charging signals at a hydmogen pressure of 1.5MPa under va 时间s rious electric field strengths 图8氢气压力为3MPa时在不同电场强度下的充电信号 在充电过程中电场强度越高，所吸附的氢气越多 Fig 8 Charging signals at a hydmgen pressure of 3MPa under vari ous electric fiel strengths 这是因为场强越高，氢气分子和镍电极之间的吸引 作用也就越强，氢分子就越容易吸附在镍电极上， 同时，高电场对氢分子的极化作用也就越强，从而形 1.6 成更多的氢分子团簇，氢气吸附量也就越大 9-0.2MW·m1 之 1.2 -0.5 MV.m- 1.0 MV.m A15MV·m 2.0MV·m e-0.2MV·m -*-0.5MV…m- 0.4 +-1.0MVm- 0.8 1.5 MV.m e-2.0 MV.m 0.1 0.2 0.3 0.4 时间s .4 图9氢气压力为3MPa时在不同电场强度下的放电信号 Fig9 Discharge signals at a hydmogen pressure of3MPa under vari 0.1 0.2 0.3 0.4 时间s ous electric fiel strengths 图7氢气压力为1.5MPa时在不同电场强度下的放电信号 从图9中的放电信号变化可以明显地看出，随 Fig 7 Discharge signals at a hydmgen pressume of 1.5MPa under va- 着电场强度的升高，镍电极上吸附的氢气分子增多 rious electric field strengths 但是，从图7的结果对比便可发现，当氢气压力从 在室温、氢气压力为3MPa的条件下进行了在 1.5MPa升高到3MPa时，放电解吸过程中放电信号 不同电场强度下的充电吸附实验，充电信号如图8 的初始电压略有升高，即在相同电场强度下，放电解 所示，放电信号如图9所示，从图8中可以看出，在 吸过程中的放电量随着氢气压力的升高而增加，这 氢气压力为3MPa的条件下，充电过程中的电场强 说明在电场强度不变的情况下，升高氢气压力会使 度较为稳定，充电信号波动并不明显，研究表明，稀 氢气吸附量得到一定的提高· 薄气体在外加电场下非常容易产生等离子体，而在 在电场下，氢气吸附在镍电极上的整个过程示 高压气体条件下产生等离子体则需要较高的能 意图如图10所示，在充电吸附过程中，两层镍电极 量山.因此样品在高氢气压力下产生的等离子体 之间会有高电场存在，接有高压直流电源的镍电极 数量比在低氢气压力下产生的等离子体数量要少， 带有正电荷(NPN),当氢气分子进入两层镍电 漏电现象不是很明显，在高压氢气条件下出现暂时 极之间时就会被极化，这时极化的氢分子就会吸附 性短路的原因还可能是由于更多的氢气分子在镍电 在镍电极表面，被吸附在镍电极表面的极化氢分子 极的催化作用下被解离成氢离子)，被解离出的 可以与其他氢气分子结合并产生团聚，形成氢分子 氢离子同样可以造成暂时性的短路，但氢离子极易 团簇3-.此外，在镍电极上的氢分子会在镍电极北 京 科 技 大 学 学 报 第 33卷 图 6 氢气压力为 1∙5ＭＰａ时在不同电场强度下的充电信号 Ｆｉｇ．6 Ｃｈａｒｇｉｎｇｓｉｇｎａｌｓａｔａｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ1∙5ＭＰａｕｎｄｅｒｖａ- ｒｉｏｕｓｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｓ 在充电过程中电场强度越高‚所吸附的氢气越多． 这是因为场强越高‚氢气分子和镍电极之间的吸引 作用也就越强‚氢分子就越容易吸附在镍电极上． 同时‚高电场对氢分子的极化作用也就越强‚从而形 成更多的氢分子团簇 ［10］‚氢气吸附量也就越大． 图 7 氢气压力为 1∙5ＭＰａ时在不同电场强度下的放电信号 Ｆｉｇ．7 Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓｉｇｎａｌｓａｔａｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ1∙5ＭＰａｕｎｄｅｒｖａ- ｒｉｏｕｓｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｓ 在室温、氢气压力为 3ＭＰａ的条件下进行了在 不同电场强度下的充电吸附实验‚充电信号如图 8 所示‚放电信号如图 9所示．从图 8中可以看出‚在 氢气压力为 3ＭＰａ的条件下‚充电过程中的电场强 度较为稳定‚充电信号波动并不明显．研究表明‚稀 薄气体在外加电场下非常容易产生等离子体‚而在 高压气体条件下产生等离子体则需要较高的能 量 ［11］．因此样品在高氢气压力下产生的等离子体 数量比在低氢气压力下产生的等离子体数量要少‚ 漏电现象不是很明显．在高压氢气条件下出现暂时 性短路的原因还可能是由于更多的氢气分子在镍电 极的催化作用下被解离成氢离子 ［12］．被解离出的 氢离子同样可以造成暂时性的短路‚但氢离子极易 被吸附在镍电极表面‚所以出现的漏电现象也就不 明显． 图 8 氢气压力为 3ＭＰａ时在不同电场强度下的充电信号 Ｆｉｇ．8 Ｃｈａｒｇｉｎｇｓｉｇｎａｌｓａｔａｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ3ＭＰａｕｎｄｅｒｖａｒｉ- ｏｕｓｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｓ 图 9 氢气压力为 3ＭＰａ时在不同电场强度下的放电信号 Ｆｉｇ．9 Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓｉｇｎａｌｓａｔａｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ3ＭＰａｕｎｄｅｒｖａｒｉ- ｏｕｓｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｓ 从图 9中的放电信号变化可以明显地看出‚随 着电场强度的升高‚镍电极上吸附的氢气分子增多． 但是‚从图 7的结果对比便可发现‚当氢气压力从 1∙5ＭＰａ升高到 3ＭＰａ时‚放电解吸过程中放电信号 的初始电压略有升高‚即在相同电场强度下‚放电解 吸过程中的放电量随着氢气压力的升高而增加．这 说明在电场强度不变的情况下‚升高氢气压力会使 氢气吸附量得到一定的提高． 在电场下‚氢气吸附在镍电极上的整个过程示 意图如图 10所示．在充电吸附过程中‚两层镍电极 之间会有高电场存在‚接有高压直流电源的镍电极 带有正电荷 （Ｎｉ→Ｎｉ 2＋ ）．当氢气分子进入两层镍电 极之间时就会被极化‚这时极化的氢分子就会吸附 在镍电极表面．被吸附在镍电极表面的极化氢分子 可以与其他氢气分子结合并产生团聚‚形成氢分子 团簇 ［13--14］．此外‚在镍电极上的氢分子会在镍电极 ·108·