储氢合金的发展及研究

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1、储氢合金的发展及研究储氢合金的发展及研究摘耍：釆用感应熔炼的方法制备MmO.3M10.7Ni3.55C00.75MnO.4A10.3合金,并对合金进行机械球磨处理，球磨时间分别为6h,15h,40h和50h。球磨处理后的合金采用X射线衍射仪分析其晶体结构。采用最小二乘法和近似函数法分离晶粒和微应变在X衍射下产生的衍射峰，估算晶粒人小。结果表明，球磨6小吋后，合金屮出现纳米晶和多晶相。随着球磨时间的增加，合金的晶格参数和晶粒数目增加，晶粒尺寸减小。当球磨时间达到40小时以上，合金将部分转变为非晶组织

2、。对介金电化学性能的测试结果表明，介金的最大储氢量随着球磨时间的延长而减小。球磨处理刈•合金的活化性能影响不大，但能明显改善合金的循环稳定性。经不同球磨时间处理后介金的循环稳定性均优于铸态合金，且随着球磨时间的延长，合金的循环稳定性提高。血0.3M10.7Ni3.55COO.75MnO.4A10.3合金较适宜的球磨处理工艺为：球磨时间6h,处理后合金的最大放电容量为290mAh/g,合金经2次充放电循环即可活化，合金经60次充放电循环后的容量保持率为0.81o关键词：储氢合金；机械球磨；相结构；电

3、化学性能氢能止是一种在常规能源危机的出现后，人们期待的一种新的二次能源。氢位于元素周期表Z首，它的原了序数为1,在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。作为能源，氢有以下特点：(1)所有元素中,氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/L;在-252.7C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为金属氢。(2)所有气体小，氢气的导热性最好，比人多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。(3)氢是口然界存在最普遍的元索，据估计它构成了宇宙质量的

4、75%,除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。(4)除核燃料外，氮的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142.351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。(5)氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范I韦I,而且燃点高，燃烧速度快。(6)氢木身无毒，与其它燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染坏境，而且燃烧生成的水

5、还可继续制氢，反复循坏使用。(1)氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，乂可以作为能源材［1］料用于燃料电池、或转换成固态氢用作结构材料。(2)氮可以以气态、液态或固态的金属氮化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。由以上特点可以看出氢是一种理想的新型含能体能源，冃前液氢已广泛用作航天动力的燃料，但氢能的人规模的商业应丿1］还有待解决以下关键问题：一、廉价的制氢技术。因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而月•冃前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价

6、的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。二、安全可靠的贮氢和输氢方法。由于氢易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。二.金属储氮金属蛍化物是氢气储存的重要手段，通过氢与储氢合金Z间进行的可逆反应，实现氢的储存与禅放。即外界有热量传递给金属氢化物时，它就分解为合金并放出氢气；反Z氢和储氢合金人多为由多种元索组成的合金。冃前世界上己研究成功多种储氢合金，他们人致可以分为四类：一是稀土系储氢合金，例如每公斤钢银合金可储氢153L,现主耍用于银氢电池的负极材料；二是钛

7、系储氢合金，其储氢量大，是輪银合金的1・4倍，-冃活性大、价格低，还口J在常温下禅放氢，给使用带来很大的方便，他是冃前储氢瓶中使用最多的储氢材料；三是镁系储氢合金，镁是吸氮量最大的金属元素，可达到7.65%,但他们需要在200-300°C以上才能释放氢，且吸收氢的速度十分缓慢，因而尚未实用；四是锐、锯、钳等多元索系储氢合金，由于该系合金由轨、觇、钳等贵重金属组成，因而只适用于某些特殊场合。3.储氢合金的研究进展储氢合金材料的成分配方到H前已研究过上千种。但是，符合工业要求并己实际应用的只有数十种。

8、一般认为以氢的储存、运输及具利用为主要U的储氢合金性能有如下一些要求：(1)氢量大。(2)离解温度低(40-100°C)；耍求略高于室温就能放出几个大气压的氧气。例如：当储氧材料用于驱动车辆时，汽车散热器中的热水或排出的废气就可加热使储氮材料放氢。（3）吸氢、放氢的速度快:操作不耽搁时间。（4）生成热低（约37.62kJ/molI⑵：因为吸氢时有热反应，必须使Z消散，所以生成热低较为有利。此外，当放氢时所需的热量低也有助于利用其它过程的余热。[3][2]（5）能多次吸收:虽然吸、放