稀土储氢材料的现状及进展与趋势

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1、稀土储氢材料的现状及发展趋势一、稀土储氢材料应用市场二、稀土储氢材料产业三、稀土储氢材料技术四、稀土储氢材料发展趋势稀土储氢材料主要有两类：LaNi5型储氢合金（AB5型）和La-Mg-Ni系储氢合金（AB3型、A2B7型）。类型AB5AB3-3.5合金LaNi5MmNi5LaNi3CaNi3La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5氢化物LaNi5H6MmNi5H6.3LaNi3H4.5CaNi3H4.4La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5H4.73吸氢量/wt.%1.41.41.42.01.6放氢压（温度）/MPa（℃）0.4（50）3.4（8

2、0）无平台0.04（20）0.06（60）氢化物生成热/kJ·mol-1H2－30.1－26.4－35.0稀土储氢材料应用市场用途主要原理电极材料金属氢化物（MH）电极，氢气的电化学吸收/释放介质。MH/Ni电池，MH/Air电池。贮氢材料氢气直接贮存和运输介质。储氢罐，燃料电池供氢装置。蓄热材料金属氢化物反应热效应。余热储存，热能传输，热泵（空调）。压力传动材料金属氢化物反应压力-温度关系。压缩机、压力传感器。氢分离材料对氢或氢的同位素选择性吸收。催化材料为有氢参与的反应提供高活性的氢源。储能材料电能、风能等的调节。稀土储氢材料应用市场镍氢电池具有能

3、量密度高、循环寿命长、动力学性能良好、环境友好和安全性好等优点，广泛应用于便携式电子设备、电动工具、混合电动车（HEV）。就技术水平看，在各类动力电池中，镍氢电池的综合优势最为明显。HEV用镍氢电池的使用寿命达到了8年或者是16万公里。目前85%HEV采用镍氢电池，未来一段时间镍氢动力电池仍是油电混合车或电动汽车的首选电源。稀土储氢材料应用市场为了适应多种镍氢电池的要求，储氢合金的品种分为常规型、高容量型、功率（动力）型、低温型、高温型、低自放电型等。类型AB5型AB3型A2B7型理论放电容量（mAh/g）372480430实际放电容量（mAh/g）3

4、40420410循环寿命（次，60%）1000＞300＞500稀土储氢材料应用市场以MmNi4.5Al0.5合金储氢装置为例，该储氢系统与15MPa高压气瓶贮氢方式相比，在相同储氢量下，其容器体积仅为高压气瓶的1/4，并且容器压力降到1MPa以下，提高了安全性，同时还提高了氢的纯度（可得到99.9999%的高纯氢），可提高燃料电池效率和寿命。储氢能力比较为促进燃料电池的实用化，近些年固态金属氢化物储氢技术受到关注，其特点是：体积储氢密度高；安全性好；不需要高压容器和隔热容器；可得到高纯度氢。储存4kgH2的体积比较稀土储氢材料应用市场LaNi5型储氢电

5、极合金已于上世纪90年代初在日本和中国先后实现了产业化。目前，国内外稀土系储氢合金主要产品为LaNi5型，全球稀土储氢合金的年产量大约为3万吨。2005年以来，中国稀土储氢材料和镍氢电池的产量超过日本，储氢合金产量占全球产量的60%以上，成为全球最大的生产国。目前全国有10余家储氢合金生产企业，产能约2.4万吨。2009年我国储氢合金产量1.75万吨，比2008年（1.73万吨）增加1.16%。国内应用量6200吨，与2008年（6160吨）基本持平。稀土储氢材料产业表22004-2009年我国稀土储氢合金及小型镍氢电池生产情况（万吨，亿支）年份200

6、420052006200720082009合计储氢合金产能1.061.752.252.402.402.4012.26储氢合金产量0.601.301.501.861.731.758.74合金国内消耗量0.200.430.500.620.620.622.99电池产能8.012.014.715*1515*79.7电池产量6.011.013141211*67.0电池出口量/7.069.139.41*8.677.6541.92*为估计值中国主要生产传统镍氢电池用LaNi5型储氢合金。日本主要生产HEV用镍氢动力电池的功率型LaNi5储氢合金，年产量在5000吨左

7、右。2006年，日本开发出低自放电镍氢电池用新型稀土系La-Mg-Ni型储氢合金粉，年产量在6500吨左右。稀土储氢材料产业2009年11月，全国稀土标准化技术委员会审定了中华人民共和国国家标准《金属氢化物-镍电池负极用稀土系AB5型贮氢合金粉》，对主要产品牌号及电化学性能做了规定。牌号类型电化学性能（25℃±2℃）比容量/（mAh/g）循环寿命(次)300mA/g放电容量/（mAh/g）206000普通型≥310≥500≥275206001功率型≥300≥500≥285206002高容量型≥330≥300≥280稀土储氢材料产业稀土系AB5型贮氢合金

8、粉产品牌号及电化学性能稀土储氢材料技术调整组成：元素替代；非化学计量比。提高材料性价比。储氢材