储氢合金的制备方法与研究进展

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1、储氢合金的制备方法与研究进展3105100531~35储氢合晶的制备方法与研究进展研究发展应用（35.曹鹏）制备方法——氢化燃烧合成法（33.刘璐）制备方法——机械合金化法（31.王薇）制备方法——感应熔炼法（32.牛伟）引言原理（34.王洲）能源危机太阳能地热风能环境危机开发新能源氢能引言一、引言氢能的优点：热值高、资源丰富、干净、无污染，是一种未来的理想能源。氢能源利用面临的问题：（1）廉价氢源制取；（2）安全可靠的储氢技术和输氢方法；目前的制氢方法：利用太阳能分解海水。目前的储氢方法：1物理储氢：压缩冷冻于钢瓶中；

2、2化学储氢：将氢气转变为金属氢化物；各种氢的储存方式的比较储氢方式基本原理特性比较气态储氢采用压缩、冷冻、吸附等方式，将压缩氢气储存于钢瓶中。①储氢量小(15MPa，氢气重量尚不到钢瓶重量的1/100)；②使用不方便；③有一定的危险性。液态储氢将氢气液化后储存。①深冷液化能耗高(液化1kg氢气约需耗电4～10kW·h)；②须有极好的绝热保护；③绝热层的体积和重量往往与储箱相当。氢化物储氢金属或合金与氢反应生成金属氢化物，实现储氢；金属氢化物加热后分解释放出氢气，实现放氢。①氢以原子态储存于金属中，储氢密度大；②不易爆炸，

3、安全性强；③储存、运输和使用方便；④可多次循环使用。储氢合金hydrogen-storagealloys储氢合金：一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气。储氢合金能以金属氢化物的形式吸收氢，是一种安全、经济而有效的储氢方法。金属氢化物不仅具有储氢特性，而且具有将化学能与热能或机械能相互转化的机能，从而能利用反应过程中的焓变开发热能的化学储存与输送，有效利月各种废热形式的低质热源金属储氢的基本原理金属与氢的反应，是一个可逆过程。正向反应，吸氢、放热；逆向反应，释氢、吸热；改变温度与压力条件可使反应按正向、逆

4、向反复进行，实现材料的吸释氢功能。换言之，是金属吸氢生成金属氢化物还是金属氢化物分解释放氢，受温度、压力与合金成分的控制。3.金属储氢材料应具备的条件容易活化（氢由化学吸附到溶解至晶格内部），单位体积质量吸氢量大；吸收和释放氢速度快，氢扩散速度大，可逆性好；有平坦和宽的吸放氢平台，平衡分解压适中。用作储氢时，室温分解压为0.2-0.3MPa,做电池时为0.0001-0.1MPa.吸收和释放过程中的平台压之差小，即吸放氢滞后小。反复吸放氢后，合金粉碎量小，性能稳定；有效导热率大；在空气中稳定，不易受N2,O2，水蒸汽等毒害

5、；价格低廉，不污染环境。储氢合金的分类能够基本上满足上述要求的主要合金成分有：Mg，Ti，Nb，V，Zr和稀土类金属、添加成分有Cr，Fe，Mn，Co，Ni，Cu等。目前研究和已投入使用的储氢合金主要有稀土系、钛系、镁系几类储氢合金的分类AB型钛系储氢合金A2B7型镁系储氢合金AB5型稀土系及钙系储氢合金体心立方固溶体钒系储氢合金AB2型Lare相储氢合金储氢密度（1022原子/cm3）各种不同储氢方式储氢密度的比较中国稀土储氢材料和镍氢电池的产量超过日本储氢合金产量为全球最大的生产国，全国有10余家储氢合金生产企业，产

6、能约2.4万吨。各种制备方法比较目前工业上最常用的方法——高频电磁感应熔炼法讲解：牛伟熔炼规模从几公斤至几吨不等，所以在这里给大家首先介绍感应熔炼法！！稀土储氢合金是所开发储氢材料中性能最佳、应用范围最广的材料之一,特别是AB5型和A2B7:型储氢合金被大量用于氢镍电池。通过成份搭配后进行熔炼、热处理可制造出高性能的稀土储氢合金。图1为稀土储氢合金生产流程：进料检验配料熔炼热处理成品包装成品检测混料磨粉稀土储氢合金生产感应熔炼法优点：①可实现批量生产。熔炼规模从几千克至几吨不等；②成本低。缺点：①耗电量大。②合金组织难以

7、控制。如容易产生偏析。③合金的活化性能较差。感应电炉的工作原理通过高频电流产生电磁感应，使金属炉料内产生感应电流，产生热量，从而使金属炉料被加热和熔化。加热过程：①交变电流产生交变磁场②交变磁场产生感应电流I＝4.44f/R③感应电流转化为热能Q＝0.24I2RtI—是通过炉料的电流；—是交变磁场的磁通量；f—是交变电流的频率；t—是通电时间；R—是金属炉料的有效电阻储氢合金的制备方法感应电炉的基本电路坩埚内熔体温度的分布中温区低温区高温区中温区低温区感应电炉的工作原理（1）交变电流产生交变磁场（2）交变磁场产生感应

8、电流（3）感应电流转化为热能制备流程性能测定装置粉碎装置熔炼装置热处理装置制取合金储氢合金的制备方法（续）合金铸造技术锭模铸造法将熔炼好的金属熔体注入一定形状的水冷锭模中，使熔体冷却固化优点：适合大规模生产缺点：合金凝固速度不一，易引起偏析，从而使p-c-T曲线的平台变倾斜气体雾化法一种新型的制粉技术。优点：①可直接