储氢合金及应用

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镁基储氢合金

镁基储氢合金什么是镁基储氢合金？镁基储氢合金是一种将氢气吸附在镁基合金中储存的新型材料。

镁基合金由镁和其他金属或非金属元素混合而成，能够以化学反应的形式吸附和释放氢气。

镁基储氢合金具有高储氢容量、可逆吸附和释放氢气、低成本等优点，因此被广泛研究和应用于储氢领域。

镁基储氢合金的优势1. 高储氢容量镁基储氢合金具有高储氢容量的特点，可以在较小的体积内存储大量的氢气。

这对于氢能源的应用非常有利，可以有效提高能源的储存密度，降低储氢系统的体积和重量。

2. 可逆吸附和释放氢气镁基储氢合金具有可逆吸附和释放氢气的能力。

在一定的温度和压力条件下，合金可以从气相中吸附氢气并形成化合物。

当需要释放氢气时，可以通过控制温度和压力来使合金释放氢气。

这种可逆性使得镁基储氢合金具有很高的重复使用性和可靠性。

3. 低成本相比于其他储氢材料，镁基储氢合金具有低成本的优势。

镁是地壳中丰富存在的元素，而且成本相对较低。

合金的制备过程也相对简单，可以采用常规的冶金工艺进行生产，不需要额外的昂贵设备和技术。

4. 环保可持续镁基储氢合金在储氢和释放氢气的过程中没有任何污染物的排放，属于环保可持续的能源储存方式。

与燃烧化石燃料释放大量CO2等温室气体相比，镁基储氢合金可以有效减少对环境的影响。

镁基储氢合金的应用1. 氢能源储存镁基储氢合金可以作为氢能源储存的重要材料。

通过将合金与氢气反应生成化合物的方式，可以将氢气以可逆的形式储存起来。

储氢系统可以与燃料电池等氢能源装置配合使用，提供持久的、可再生的能源供应。

2. 汽车工业镁基储氢合金可以应用于汽车工业，用于汽车的燃料储存和传递。

目前，氢燃料电池汽车已经成为一种重要的可持续交通方式。

镁基储氢合金可以作为汽车燃料储存系统的关键部件，实现氢能源的高效利用。

3. 电力领域镁基储氢合金可以用于电力领域的能源储存和调节。

通过将合金与氢气反应储存，可以在需要时释放氢气，生成电能供应给电力系统。

这种储能方式可以有效平衡电力系统的供需关系，提高电网的稳定性和可靠性。

储氢材料

金（金属氢化物）来贮存氢气。
背景
气态储氢：能量密度低，不太安全
液化储氢：能耗高

对储罐绝热性能要求高
固态储氢的优势： 1) 2) 3) 4) 体积储氢容量高无需高压及隔热容器安全性好，无爆炸危险可得到高纯氢，提高氢的附加值
储氢合金原理
概念在一定温度和氢气压力下，能可逆的并且能多次吸收、贮存和释放氢气的合金就是储氢合金。某些过渡金属、合金和金属间化合物，由于其特殊的晶体结构，使氢原子容易进入其晶格的间隙中并形成金属氢化物，氢与这些金属的结合能力很弱，但这些金属氰化物的贮氢量很大，可以贮存比起本身体积的1000-1300倍的氢，而且加热时氢就能从金属中释详细过程（三步）第一步：先吸收少量氢，形成含氢固溶体— MHx（α 相），合金结构保持不变；第二步：固溶体进一步与氢反应，产生相变（结构改变）生成氢化物相—MHy（β相）；第三步：继续提高氢压，金属中的氢含量略有增加;
正向反应：吸氢，放热；逆向反应：放氢，吸热；实现条件：改变温度、压力。
储氢合金
1、背景 2、储氢合金原理 3、储氢合金应用
背景
传统的能源石油、煤日渐枯竭，且带来了严重的环境污染
背景
众多的新能源中,氢能因具有：
储量大
氢来源广泛，是自然界中最普遍的元素
高能量密度
燃烧1Kg氢气可产生1．25x106kJ的热量。相当于3Kg汽油或4．5Kg 焦炭完全燃烧所产生的热量。
清洁
储氢合金原理
贮氢材料在室温和常压条件下能迅速吸氢(H2)并反应生成氢化物，使氢以金属氢化物的形式贮存起来，在需要的时候，适当加温或减小压力使这些贮存着的氢释放出来以供使用。与氢作用生成氢化物储氢材料 T、P

储氢合金的名词解释

储氢合金的名词解释储氢合金是一种用于储存和释放氢气的材料。

它是由一种或多种金属与氢气相结合形成的金属-氢的固体溶液。

储氢合金是一项重要的能源储存技术，能够解决氢气作为一种清洁能源的储存和运输问题，被广泛应用于氢能源行业、航空航天领域和可再生能源等领域。

1. 储氢合金的基本原理储氢合金的基本原理是利用金属与氢气之间的物理和化学相互作用来实现氢气的储存和释放。

在储氢合金中，金属作为吸附剂，扮演着吸附和储存氢气的角色。

当储氢合金暴露在氢气环境中时，氢气会进入金属晶格并与金属原子相结合，形成金属-氢化物化合物。

当需要释放氢气时，通过改变温度、压力或其他条件，可以使金属-氢化物化合物分解，释放出储存的氢气。

2. 储氢合金的优势储氢合金在能源储存领域具有很多优势。

首先，与传统的气体或液态氢储存方式相比，储氢合金可以以更高的体积和质量比存储更多的氢气。

其次，储氢合金具有较高的储氢容量和储氢速率，能够满足高强度和长时间的氢气需求。

此外，储氢合金具有良好的循环稳定性和循环寿命，能够多次重复吸附和释放氢气而不损失性能。

最重要的是，储氢合金是一种可再生的储氢材料，可以通过简单的处理方法，如升温、降压等，使其重新恢复吸附氢气能力。

3. 储氢合金的应用领域储氢合金在多个领域都有广泛的应用。

在氢能源领域，储氢合金被用作储存和释放氢气的媒介，为氢燃料电池、氢气发动机等提供持续稳定的氢气供应。

在航空航天领域，储氢合金被应用于火箭推进系统和宇航器动力系统，可以提供高能量密度和高可靠性的氢气储存解决方案。

在可再生能源领域，储氢合金可以将太阳能和风能等不稳定的可再生能源转化为可储存和可输送的氢气，提供可靠的能源供应。

4. 储氢合金的挑战与发展方向储氢合金作为一种新兴的能源储存技术，目前还存在一些挑战。

首先，储氢合金的设计与制备需要更深入的研究和优化，以获得更高的储氢容量和释氢速率。

其次，储氢合金的储氢和释氢过程中可能伴随着金属的结构变化和疲劳损伤，影响储氢合金的循环稳定性和使用寿命。

ab2储氢合金密度

ab2储氢合金密度ab2储氢合金是一种具有高储氢容量和较低储氢温度的材料，它在储氢领域具有广泛的应用前景。

本文将从储氢合金的定义、储氢性能、制备方法以及应用领域等方面对ab2储氢合金进行详细介绍。

第一部分：储氢合金的定义储氢合金是指能够将氢气吸附储存在其晶格中的金属合金。

ab2储氢合金是指由A、B两种金属组成的合金，其中金属A通常为钛或锆，金属B通常为镍、铁、钴等。

这种合金具有较高的储氢容量和较低的储氢温度，因此被广泛研究和应用于储氢领域。

第二部分：储氢性能ab2储氢合金具有优异的储氢性能，其储氢容量可达到理论值的70%以上。

这是因为合金晶格中的金属A和金属B之间存在着较强的相互作用力，使得氢气可以被吸附并储存在晶格空隙中。

同时，ab2储氢合金的储氢温度较低，通常在室温下就可以实现储氢。

这使得ab2储氢合金成为一种理想的储氢材料。

第三部分：制备方法ab2储氢合金的制备方法主要有机械合金化法和电化学沉积法两种。

机械合金化法是将金属A和金属B的粉末按一定比例混合，并在高温下进行球磨，使其发生固态反应形成储氢合金。

电化学沉积法则是通过电化学方法将金属A和金属B依次沉积在电极上，并在适当的条件下使其发生反应生成储氢合金。

这两种制备方法都能够得到高质量的ab2储氢合金。

第四部分：应用领域ab2储氢合金在储氢领域具有广泛的应用前景。

首先，在新能源汽车领域，ab2储氢合金可以作为储氢材料用于制备燃料电池汽车的储氢罐，实现氢能源的高效利用。

其次，在能源储存领域，ab2储氢合金可以作为储氢材料用于储存和释放电能，实现能源的高效转换和利用。

此外，ab2储氢合金还可以应用于氢能源站的储氢设备、航空航天领域的燃料储存等。

ab2储氢合金作为一种具有高储氢容量和较低储氢温度的材料，在储氢领域具有重要的应用价值。

随着科学技术的进步和应用需求的增加，相信ab2储氢合金将会在未来得到更广泛的研究和应用。

储氢材料的贮氢原理及应用

储氢材料的贮氢原理及应用1. 前言随着环境保护意识的不断增强以及对可再生能源的需求日益增长，储氢技术得到了广泛关注。

储氢材料作为储氢技术领域的重要组成部分，其贮氢原理以及应用前景备受关注。

本文将介绍储氢材料的贮氢原理，并探讨其在能源存储、氢能源应用等方面的应用。

2. 储氢材料的贮氢原理储氢材料是指能够在相对较低压力下吸纳氢气并在适当条件下释放氢气的材料。

其贮氢原理主要有以下两种：2.1 吸附贮氢吸附贮氢是一种通过物理吸附的方式将氢气储存在材料中的方法。

储氢材料通过其较大的比表面积和适当的孔隙结构，使氢气分子在作用力的驱使下被吸附在其表面或孔隙中。

常见的吸附贮氢材料包括活性炭、金属有机框架材料（MOFs）等。

吸附贮氢具有储氢容量大、吸附-解吸过程迅速等优点，但同时也存在充放氢速率较慢、操作条件要求较高等问题。

2.2 吸氢合金贮氢吸氢合金贮氢是一种通过金属与氢气的化学反应实现贮氢的方法。

一些金属和合金在特定的温度和压力下能够与氢气发生吸氢反应，形成吸氢合金。

典型的吸氢合金包括钛镍合金、镁铝合金等。

吸氢合金贮氢具有充放氢速度快、充氢压力较低等优点，但同时也存在吸氢热效应大、吸氢合金稳定性差等问题。

3. 储氢材料的应用储氢材料不仅在能源存储领域具有广阔的应用前景，还在氢能源应用、氢燃料电池等方面有着重要的应用价值。

以下是储氢材料的一些主要应用：3.1 能源存储储氢材料可以作为一种高容量、高效率的能源储存手段，将可再生能源转化为氢气储存起来。

在能源需求高峰期或不稳定的能源供应情况下，释放储存在储氢材料中的氢气，为能源供应提供支持。

这种能源存储方式可以缓解能源供需矛盾，提高能源利用效率。

3.2 氢能源应用储氢材料可以提供氢气作为一种清洁能源用于各种氢能源应用。

例如，将储存在储氢材料中的氢气用于燃料电池发电，实现清洁能源的利用。

此外，氢气还可用于燃料电池汽车、氢动力机械等领域，替代传统石油能源，减少环境污染。

储氢合金应用的原理

储氢合金应用的原理1. 储氢合金的概述储氢合金是一种可用于储存氢气的材料，其具有高储氢密度、稳定性和可逆性等优势。

储氢合金广泛应用于氢能源领域，可以用于氢燃料电池车辆、储能系统以及化工、航天等领域。

2. 储氢合金的工作原理储氢合金的工作原理基于吸氢和解氢的过程。

当氢气与储氢合金接触时，氢分子会进入合金的晶格中，与合金中的金属原子发生相互作用，形成金属氢化物。

此时，储氢合金中氢的储存量会增加。

3. 储氢合金的优点储氢合金相对于其他氢储存材料具有以下优点：•高储氢密度：储氢合金的储氢密度较高，可以存储更多的氢气。

•快速充放氢速度：储氢合金具有较高的吸氢和解氢速度，在储氢和释放氢气时具有较好的响应速度。

•安全稳定：储氢合金对氢气的吸附和解吸是可逆的过程，同时具有较高的热稳定性，不易发生爆炸或泄漏等安全问题。

4. 储氢合金的应用领域储氢合金在氢能源领域有着广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：4.1 氢燃料电池车辆储氢合金可以作为氢燃料电池车辆的氢气储存材料。

在氢燃料电池车辆中，储氢合金可以存储大量的氢气，在需要时将其释放给燃料电池产生电能，驱动电动机运转。

4.2 氢能储能系统储氢合金还可以应用于氢能储能系统中。

在这种系统中，储氢合金可以存储超过电池容量的电能，当需要释放电能时，储氢合金可以通过放出氢气来驱动发电机发电，提供能源给电网或负载。

4.3 化工和航天领域储氢合金在化工和航天领域也有着重要的应用。

在化工领域，储氢合金可以用于氢气的存储和运输，提供给化生产过程中的需要。

在航天领域，储氢合金可以用于航天器中的气体储存和供应，满足航天器在太空中的气体需求。

5. 储氢合金的发展前景随着氢能源的发展和不断成熟的储氢合金技术，储氢合金在未来将有着广阔的应用前景。

储氢合金可以提高氢能源的储存密度和使用效率，为氢能源的推广和应用提供支持。

6. 结论储氢合金应用的原理基于吸氢和解氢的过程，具有高储氢密度、快速充放氢速度以及安全稳定等优点。

储氢合金

储氢合金材料何洋材料科学与工程一班 200911102016摘要：由于石油等资源有限以及保护环境的要求，改变能源的构成已成为迫切的问题。

作为绿色能源的氢能登上历史舞台，本文介绍了金属储氢的相关原理，以及储氢材料的应用范围。

关键词：储氢合金；原理；应用氢是一种非常重要的二次能源。

它的资源丰富；发热值高，燃烧1kg 氢可产生142120kJ 的热量，比任何一种化学燃料的发热值都高；氢燃烧后生成水，不污染环境。

因此，氢能是未来能源最佳选择之一。

氢气是可再生和最清洁的气体能源，这使关于氢能的研究更具重要性。

氢的利用主要包括氢的生产、储存和运输、应用三个方面。

而氢的储存是其中的关键。

氢气储存技术的滞后，限制了氢的大规模应用，特别是交通工具上的应用。

而后者要求系统储氢能力必须达到6.5wt%（重量能量密度）。

据报道，美国能源部所有氢能研究经费中有50%用于氢气的储存。

氢能作为一种新型的能量密度高的绿色能源,正引起世界各国的重视。

储存技术是氢能利用的关键。

储氢材料是当今研究的重点课题之一,也是氢的储存和输送过程中的重要载体那么什么是储氢合金呢？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。

虽然可将氢气存贮于钢瓶中，但这种方法有一定危险，而且贮氢量小(15MPa ，氢气重量尚不到钢瓶重量的1／100)，使用也不方便。

液态氢比气态氢的密度高许多倍，固然少占容器空间，但是氢气的液化温度是-253℃，为了使氢保持液态，还必须有极好的绝热保护，绝热层的体积和重量往往与贮箱相当。

大型运载火箭使用液氢作为燃料，液氧作为氧化剂，其存贮装置占去整个火箭一半以上的空间。

自20世纪60年代中期发现LaNi5和FeTi 等金属间化合物的可逆储氢作用以来，储氢合金及其应用研究得到迅速发展。

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。

储氢能源材料的应用

储氢材料的应用氢能作为一种新型的能量密度高的绿色能源正引起世界各国的重视。

储存技术是氢能利用的关键。

未来储氢材料的应用领域十分广阔。

在燃料电池、氢气汽车等领域的更引起人们的广泛关注。

1.高性能充电电池一镍氢电池稀土储氢电池是一种新型的化学电源( N i ／MH) ，也被称为镍氢充电电池，它具有比容量高、可快速充电、无记忆效应、无污染、寿命长等显著优点，是充电电池( 又称二次电池) 家族中引人注目的新秀。

1 9 8 3年出现的Ni ／MH二次电池，这是一种以氧化镍( 或多孔金属镍) 为正极，以L a Ni 5型储氢合金为负极，用KOH作电解液的二次电池。

L a N i 5在碱液中作为一种可逆的氢电极，通过电化学反应大量的吸收和解吸氢气，由金属氢化物负极与镍正极构成的二次电池已实现充、放电，反应过程中不发生活性物质的沉淀和溶解，从而也不消耗和产生水。

储氢合金是 2 O世纪6 O年代末发现的一类具有高储氢密度的功能材料，已广泛应用于各行业。

由于对高性价比二次能源的需求日益紧迫，开发新一代高性能储氢电极材料已势在必行。

碳纳米管( C NT) 是继C6 0之后该系列的又一储氢材料，由于其具有高的表面比、低密度和独特的中空结构，碳纳米管作为储氢载体引起了全球广泛关注。

近年来，我国汽车拥有量的猛涨，汽油消费强劲。

2009中国汽车产销超过1350万辆，中国开始成为第一汽车大国。

2012年中国的汽车产销量均超过1900万辆，继续保持世界第一。

我国2012年末全国民用汽车保有量达到12089万辆，其上涨空间还很大。

2.氢气汽车汽油的消耗主体是汽车。

中国每天大约消耗540万桶石油。

其中汽油占26%，中等提炼油（包括柴油，喷气机燃料和煤油）占33%，燃料石油占12%。

然而，我国的油气资源储量和产量明显不足。

尤其是石油资源，2010年，我国共消耗石油4亿多吨，其中，进口2.1亿吨，对外依存度已超过50%，能源形势非常严峻。

新型的储氢方法：储氢合金-2019年教学文档

新型的储氢方法：储氢合金传统储氢方法有两种：一种方法是利用高压钢瓶(氢气瓶)来储存氢气，但钢瓶储存氢气的容积小，瓶里的氢气即使加压到150个大气压，所装氢气的质量也不到氢气瓶质量的1%，而且还有爆炸的危险;另一种方法是储存液态氢，将气态氢降温到-253 0C变为液体进行储存，但液体储存箱非常庞大，需要极好的绝热装置来隔热，才能防止液态氢不会沸腾汽化。

近年来，一种新型简便的储氢方法应运而生，即利用储氢合金(金属氢化物)来储存氢气。

研究证明，某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。

其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。

这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。

储氢合金的储氢能力很强。

单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。

目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。

储氢合金还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。

例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。

储氢合金是一种能在晶体的空隙中大量储存氢原子的合金材料。

这种合金具有可逆吸放氢的神奇性质。

它可以存储相当于合金自身体积上千倍的氢气，其吸氢密度超过液态氢和固态氢密度，即轻便又安全，显示出无比的优越性。

具有实用价值的储氢合金必须具备以下基本性能：1、储氢量大;2、容易活化;3、离解压力适中;4、在室温下吸放氢反应速度快;5、成本低寿命长。

储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。

在工业领域独领风骚一个世纪的内燃机，很快就要面对以氢为能源的燃料电池的挑战。

对现有的内燃机做适当的改动后，就能在内燃机中使用氢来代替汽油作燃料。

近年来，国际车坛出现氢能汽车开发热，世界四大汽车公司――美国的福特、德国的戴姆勒-奔驰、美国的通用和日本的丰田，都在加快研制氢能汽车的步伐。

储氢合金的主要应用

储氢合金的主要应用储氢合金的主要应用储氢合金是指以合金形式存在的一类具有良好储氢性能的金属材料，它以某些金属组份的混合物的形式存在，并具有高结构稳定性、抗氢脆性、较好的可焊性能等特点。

由于其优异的物理性能，储氢合金已经成为应用于氢能发电、氢气贮存及储氢系统中不可或缺的重要材料。

一、电动汽车电动汽车是近几年来新兴的绿色出行方式，按照动力源的不同分为汽油电动车、电动电池车和储氢电动车。

目前，储氢电动车随着氢能科技的发展，已经成为电动汽车技术的重要路径。

储氢电动车的发展必然要求储氢系统的安全可靠，因此，需要用到高能量密度、高结构稳定性和高抗氢脆性的储氢合金材料。

储氢合金能够满足电动汽车储氢系统对重量轻、体积小、成本低和安全可靠的要求，从而推动储氢电动车产业的发展。

二、氢能发电氢通常以储氢合金的形式存储，并用于氢能发电。

储氢合金的发展，使氢能发电的成本大大降低，从而促进氢能发电行业的发展。

目前，美国、日本和德国等国家的政府都在大力支持氢能发电技术的发展。

储氢合金不仅拥有良好的高能量密度和高结构稳定性，而且能够有效减少H2气体的泄漏，为氢能发电安全可靠提供了有力保障。

三、氢气贮存氢气贮存技术是一种在现有基础设施上发展的新型技术，主要使用储氢合金对氢气在日常贮存、运输和使用中实现有效调度，主要用于供应型和消耗型的氢气需求。

由于储氢合金具有良好的抗氢脆性能和高热稳定性，所以在氢气贮存系统中具有重要的地位。

储氢合金的应用使氢气贮存系统的技术发展有了质的飞跃，从而推动氢气贮存系统的应用。

四、其他应用除了上述应用外，储氢合金还可用于燃料电池、汽车发动机、航空发动机、航天火箭发动机等，这些应用领域也正在迅速发展。

总之，储氢合金是一种具有多种特性的金属材料，具有良好的高能量密度、高结构稳定性和高抗氢脆性等优异品质，经过多年的发展，储氢合金已经成为应用于氢能发电、氢气贮存和储氢系统中不可或缺的重要材料，为氢能技术的发展提供了有力的支撑。

储氢材料镁镍合金

■ 含杂（非金属）合金。 ■ 轻金属合金。如Mg基合金，具有重量轻、储氢
密度高、镁资源丰富、环境污染影响小等许多优良特性。镁镍合金的储氢能力，理论上可以达到合金自身重量的3.6%。
氢化燃烧合成法
■ 燃烧合成：利用反应物之间放热反应的热量来合成产物。
■ 氢化燃烧合成法：将合成反应置于氢氛景
■ 大量实验，研究、总结其反应特性和合成条件，研制高纯、高活性的氢化镁镍合金。
■ 研制多元合金，改善镁基合金的储氢性能。
■ 对现有结论进行微观研究，并由此指导有关工艺研究。
(MPa) (MPa) 样品5 氩气 0.1 氩气 0.1 Peak2,2’ 样品6 氩气 0.1 氢气 2.0 Peak3,4,2,2’ 样品7 氢气 2.0 氩气 0.1 Peak0,1,2,2’
样品7的DSC曲线
■ 以上三个样品的合成产物相组成的X射线衍射分析表明，样品5和样品7主要由 Mg2Ni单相组成；样品6主要由Mg2NiH4和 Mg2NiH0.3两相组成。
储氢材料镁镍合金Mg2NiH4 氢化燃烧合成
储氢材料定义
■ 储氢材料是一种能够储存氢的材料 ■ 储氢材料是能与氢反应生成金属氢化物
的物质。（狭义）具有高度的吸氢放氢反应可逆性 ■ 储氢材料是能够担负能量储存、转换和输送功能的物质，“载氢体”或“载能体”。（广义）
储氢材料的应用
一、载热系统二、载电系统三、设计制造成“氢库”储存氢
■ Peak 1来自脱氢反应；Peak 2来自于镁镍体系的共晶反应（镁镍体系的共晶温度779K）； Peak 3来自吸氢反应。
■ 四个样品的合成产物相组成经X射线衍射分析表明均主要由Mg2NiH4和Mg2NiH0.3二相组成。

能源领域中的储氢合金材料应用研究

能源领域中的储氢合金材料应用研究近年来，随着能源消耗和环境污染的不断加剧，环保和可持续发展问题日益受到广泛关注，而储氢技术作为一种清洁能源的代表，在能源领域中日益受到关注和应用。

而储氢合金材料作为储氢技术中的关键材料之一，也在应用研究中持续发展和应用。

一、储氢合金材料的概念和分类储氢合金材料是指可以逆向吸收和释放氢气的金属材料，其最主要的特点就是能够以大容量和高速率储存和释放氢气，从而实现氢气的有效储存。

储氢合金材料的应用可以广泛涉及到能源、材料、电子和环保等领域。

根据其结构类型的不同，储氢合金材料可以分为晶体、非晶态和纳米结构三类。

其中，晶体结构的储氢材料主要是由单质金属、简单组元或包合物等组成，其结构相对稳定，储氢性能较好；非晶态储氢材料主要是由金属元素或金属间化合物、非金属元素等非晶态固体组成，其储氢性能随温度和压力的变化而变化，且非晶态储氢材料具有良好的机械稳定性，可以耐受较大的氢气压力；纳米结构储氢材料主要是指将氢储存在纳米粒子和纳米多孔体中，其储氢效率较高，但是其制备难度较大。

二、储氢合金材料的应用研究随着氢能源的不断推广和应用，储氢合金材料也在各个领域中有了广泛的应用研究。

以下列举几个典型的应用案例。

1. 动力领域作为一种零排放的动力介质，氢气的应用在动力领域日益普及。

而在储氢技术中，储氢合金材料作为一种安全和可靠的储氢材料，已经成为了动力领域中的重要应用对象。

当前，氢燃料电池车已经成为一种具有发展前景的新型能源车辆，而储氢合金材料作为其主要的储氢材料，已经得到了广泛应用。

2. 储能领域能源储存是可再生能源应用中的一个重要环节，而在储能领域中，储氢合金材料也展现出了广泛的应用前景。

目前，储氢技术已经被应用于风能和太阳能的储能系统中，而储氢合金材料也成为了这些储能系统中的重要组成部分。

3. 太空领域在太空领域中，储氢合金材料也得到了广泛应用。

目前，储氢合金材料已经被应用于太空探测器的燃料和氧化剂的储存中，以及太空站的氧气和水的储存中，这为太空生活提供了便利。

第5章_储氢合金

氢浓度
最大吸入量
储氢合金吸放氢的p-c-T曲线
1. 金属储氢原理
储氢合金p-c-T曲线的特点：
温度较低，平台压降低，反应平台较宽；
温度高，平台压较高，反应平台较窄；
p-c-T曲线重要参数：
平台压；平台宽度；平台起始宽度；
平台滞后：吸氢时较高，放氢时较低。
1. 金属储氢原理
平衡氢压与温度的关系
电池的总反应：
Ni (OH ) 2
1 充电 1 M NiOOH MH x x 放电 x
2. 储氢合金的电化学原理
镍氢电池的充放电原理
•充电时，负极吸收电
子；正极放出电子；
•放电时，负极放出电
子；正极吸收电子；
注意：规定的电流方向是正电荷的运动方向，与电子运动的方向相反；
正极：电势较高的电极；阳极：发生氧化反应（失去电子）的电极；负极：电势较低的电极；阴极：发生还原反应（得到电子）的电极；
（2）抗杂质气体中毒能力差；
（3）反复吸氢后性能下降。
4.储氢合金分类与特点
4.4 A2B型储氢合金（以TiFe合金为例）
主要是镁系储氢合金，以Mg2Ni为代表。优点：密度小，储氢容量高，资源丰富，价格低廉。缺点：Mg的吸放氢条件比较苛刻，反应温度300-400oC， 2.4-40MPa才能生成MgH2，反应速度较慢。应用：车用动力型电池。
记忆效应小，使用更方便，寿命更长。充电速度快，且能与Ni-Cd电池互换（工作电压均为1.2V）。
5.金属储氢材料的应用
5.1 Ni-MH二次电池
储氢合金用作镍氢电池电极的基本要求：可逆性吸氢、放氢量大；合适的室温平台压力；在碱性电解质溶液中具有良好的化学稳定性，电极寿命长；

金属贮氢材料及其应用-2019.1.15

缺点：
吸放氢过程中晶胞体积膨胀大，循环寿命差。
16
内蒙古稀奥科贮氢合金有限公司 Inner Mongolia Rare Earth Ovonic Metal Hydride Co.Ltd.
求真务实
贮氢合金的成分优化
高能高效
LaNi5 属AB5 型贮氢合金，通过对A组元和B组元的替代，可改善合金的性能。
放热型金属强键合氢化物控制储氢量
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内蒙古稀奥科贮氢合金有限公司 Inner Mongolia Rare Earth Ovonic Metal Hydride Co.Ltd.
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贮氢合金的构成
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另一种是：金属与氢的亲和力小，但氢很容易在其中移动，氢在这些元素中的溶解度小，通常条件下不生成化物，主要是ⅥB-ⅧB过渡族金属，如Fe， Co，Ni，Cr，Cu，Al等，氢溶于这些金属时为吸热反应（ ΔH>0 ）
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主要内容
高能高效
1 贮氢材料概述 2 贮氢材料的分类 3 稀土系贮氢合金的性能 4 稀土系贮氢合金的制备 5 贮氢合金在镍氢电池上的应用
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LaNi5与H的反应
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在室温下一个单胞可与6个氢原子结合，形成六方晶格的 LaNi5H6（晶格常数a0=0.5388nm，c0=0.4250nm， c0/a0=0.789，V=0.10683nm3），晶格体积增加了23.5％。
LaNi5形成氢化物的ΔH=-30.93kJ/mol H2，ΔS=-108.68 kJ/mol H2。

储氢合金的应用案例

储氢合金的应用案例储氢合金是一种特殊的材料，可用于储存氢气。

由于氢气是一种清洁、可再生的能源，储氢合金的应用潜力巨大。

以下是几个储氢合金的应用案例和相关参考内容。

1. 汽车工业：储氢合金可以用于制造氢燃料电池汽车的燃料储存装置。

通过吸附氢气的方式储存氢燃料，可以减轻汽车重量、提高续航里程，并且加注氢气相对较快，提高了使用方便性。

参考内容：- Shaojun Guo, Hongjin Fan, Zhe Wang, Meiting Wu, Deyu Wang, "Hydrogen storage in ordered nanoporous copper", Science, 2014. 该研究描述了一种新型储氢合金，基于有序纳米孔隙铜的吸附能力，能够提高储氢的效率和容量。

2. 能源储备与转换：储氢合金可以作为能源储备和转换的重要材料。

通过储氢合金储存氢气，可以在需要时释放氢气用于发电或燃烧产生热能。

参考内容：- Darrell M. Reneker, Vincent P. Mann, "Hydrogen storage in metal-hydride materials", Nature, 2002.该论文综述了金属氢化物储氢材料的研究进展，包括合金材料的选择、结构和储氢动力学等方面。

3. 航空航天领域：储氢合金可以用于航空航天领域的氢气储存。

航空航天器需要长时间的航行，所以需要一种轻量且高效的储氢材料，以提供持久的能源供应。

参考内容：- Adam S Weber, Keith A, "Hydrogen storage in carbon adsorbents: Capacities and hydrogen bonding", Chemical Reviews, 2004.该综述报道了碳吸附剂作为储氢合金的应用，包括碳材料的储氢机制、吸附特性和储氢效率。

储氢合金粉

储氢合金粉储氢合金粉是一种重要的能源储存材料，主要用于储存氢气，因此在氢能源领域具有广泛的应用前景。

本文将分步骤对储氢合金粉进行阐述。

1. 储氢合金粉的定义和作用储氢合金粉是一种可以吸附和储存氢气的粉末材料，其主要成分是由一种或多种金属和氢气组成的复合物。

与传统的气体储存材料相比，储氢合金粉具有高储氢密度、安全性好、回收率高等多种优势。

因此，在未来氢能源应用领域中，储氢合金粉将被广泛使用。

2. 储氢合金粉的制备方法目前，储氢合金粉的制备方法主要分为物理法和化学法两种。

其中，物理法主要包括机械球磨法、快速凝固法、喷雾干燥法等。

而化学法则是将金属粉末在氢气氛围下反应制备而成。

这些制备方法各有优缺点，可根据需要选择合适的方法制备储氢合金粉。

3. 储氢合金粉的应用领域储氢合金粉在氢能源领域中具有广泛的应用前景。

这些应用领域主要包括燃料电池车、氢气发生器、储氢罐等。

其中，燃料电池车是一种新型的清洁能源汽车，其动力系统主要由燃料电池、电池堆、氢气储气罐等构成。

储氢合金粉作为氢气储存载体，可以提高燃料电池车的储氢密度、延长行驶里程等。

4. 储氢合金粉的发展前景随着近年来氢能源的不断发展，储氢合金粉作为氢气储存载体将得到更加广泛的应用。

据有关专家预测，到2030年，全球燃料电池市场将达到300万辆，其中储氢合金粉的需求量将大幅增加。

因此，未来储氢合金粉将在漫长的氢能源应用之路中发挥越来越重要的作用。

综上所述，储氢合金粉是一种重要的能源储存材料，具有广泛的应用前景。

通过正确的制备方法制备储氢合金粉，可以为氢能源应用领域带来更多的发展机遇。

储氢材料的储氢原理及应用

储氢材料的储氢原理及应用储氢材料是指能够吸附、储存和释放氢气的材料。

储氢技术是目前广泛研究和探索的关键能源领域之一，因为氢气是一种高能量和清洁的能源来源。

以下是关于储氢材料的储氢原理及其应用的详细介绍。

一、储氢原理储氢材料的储氢原理主要包括吸附、化学反应和物理吸附等。

1. 吸附储氢吸附储氢是利用储氢材料的孔隙结构和表面积来吸附氢气分子。

常见的吸附储氢材料有活性炭、金属有机骨架材料(MOFs)和碳纳米管等。

这些材料具有高比表面积，能够吸附大量氢气分子。

在一定的压力和温度条件下，储氢材料可以吸附氢气并保持稳定，当需要释放氢气时，也可以通过调整压力和温度来释放。

2. 化学反应储氢化学反应储氢是指将氢气与储氢材料之间进行化学反应，从而形成氢化物。

在适当的条件下，氢气可以与某些金属或合金产生化学反应，形成金属氢化物。

常见的化学反应储氢材料有镁、锂等金属和它们的合金。

这些金属或合金在吸收氢气时会形成相对稳定的金属氢化物，当需要释放氢气时可通过升高温度、减小压力或添加催化剂等方式实现。

3. 物理吸附储氢物理吸附储氢是指利用储氢材料和氢气之间的范德华力来吸附氢气。

常见的物理吸附材料有多孔材料和各种纳米材料。

物理吸附储氢具有高氢负荷能力，吸附和释放速度较快，但在低温下储氢效果较差。

二、储氢材料的应用储氢材料的应用可以分为储能、氢气燃料和移动能源等方面。

1. 储能应用储能是储氢材料的主要应用之一。

通过将电能或其他能量形式转化成氢气的形式进行储存，在需要时释放氢气来产生电能，从而实现能量的存储和利用。

储氢材料在储能领域的应用可以提高能源储存效率，弥补电能储存的不足，并能够用于平稳供电和峰值需求。

2. 氢气燃料应用利用储氢材料储存的氢气作为燃料是储氢技术的另一个重要应用。

储氢材料可以储存大量的氢气，为氢燃料电池等设备提供持续稳定的氢气供应。

氢气燃料具有高燃烧效率和零排放的特点，被广泛应用于汽车、工业生产和发电等领域。

3. 移动能源应用储氢材料在移动能源领域的应用主要是为了解决电动汽车等电存储设备能量密度较低的问题。

简述金属储氢的原理及应用

简述金属储氢的原理及应用1. 金属储氢的原理金属储氢是一种将氢气吸附、储存于金属材料中的技术。

金属材料通常是具有储氢性能的金属合金或化合物。

以下是金属储氢的基本原理：1.吸附机制：金属材料的晶格结构可以吸附和储存氢气分子。

这是金属储氢的主要原理。

通过调整金属材料的结构、成分和微观性质，可以增强其吸附氢气的能力。

2.化学反应机制：金属材料也可以通过与氢气发生化学反应来储存氢气。

例如，钠和锂等金属与氢气反应生成氢化钠和氢化锂等化合物，从而实现氢气的储存。

3.物理吸附机制：除了化学反应，金属材料还可以通过物理吸附的方式储存氢气。

这种吸附是由于金属材料的表面上存在一些微观孔隙或毛细孔，可以吸附和固定氢气分子。

2. 金属储氢的应用金属储氢技术在以下领域有着广泛的应用：2.1 能源领域在能源领域，金属储氢技术可以用于存储和输送氢能。

氢气可以作为一种清洁、高效的能源，并且在燃烧过程中只产生水蒸气，不会产生有害的气体和颗粒物。

金属储氢技术可以解决氢能源存储和运输过程中的安全性和效率问题。

2.2 航天与航空领域金属储氢技术在航天与航空领域也具有重要应用。

航天器和航空器通常需要长时间的持续能源供应，而金属储氢技术可以提供高能量密度的氢气储存解决方案。

这种技术可使航天器的工作时间更长，同时减轻其质量负担。

2.3 汽车工业金属储氢技术在汽车工业中有着广泛的应用潜力。

由于氢燃料电池汽车具有零排放和续航里程长的特点，金属储氢技术可以为氢燃料电池车辆提供高效的氢气储存方案。

通过金属储氢技术，汽车可以更轻便地储存大量的氢气，提高车辆的可靠性和续航里程。

2.4 储能系统金属储氢技术还可以用于储能系统中。

随着可再生能源的快速发展，储能技术成为解决能源供需不平衡和频繁波动的重要手段。

金属储氢技术可以为储能系统提供高能量密度和长时间储存的解决方案，有助于提高能源利用效率和提供持续的可再生能源供应。

3. 金属储氢技术的优势和挑战金属储氢技术具有以下优势：•高能量密度：金属储氢技术可以提供高能量密度的氢气储存方案，有助于提高能源利用效率和减少储存空间的需求。

对储氢合金的要求

对储氢合金的要求
储氢合金是一种金属材料，主要应用于储存液化氢，以达到节能降耗和释放氢的目的。

其典型的应用有核聚变，火箭，汽车等。

储氢合金可以通过下面几个特性来评价：
1. 耐腐蚀性：由于储氢合金运载的液体氢可能危及结构的安全，因此要求其有良好的耐腐蚀性，能抵抗氢气的腐蚀。

2. 高强度：由于含氢高压，要求储氢合金具备足够的强度，能够良好地承受瞬时，持久，瞬态力荷载。

3. 良好的焊接性能：由于用于液化氢储存的构件是经过工艺处理的，并且需要适当的连接技术，所以要求其具备良好的焊接性能。

4. 热释放快：一般来说，储氢合金在高温时会产生大量的热量，因此要求它具备快速通过强效冷却系统放出热量。

储氢合金，既要求耐腐蚀性，高强度，又要求良好的焊接性能和热释放快，是目前高性能材料中很重要的一类，受到广大技术工作者的青睐。

由于储氢技术的发展和储氢容器材料的进步，储氢合金的研究仍在不断发展。

未来，它将在我们日常生活中发挥出更大的作用。

合金储氢的原理

合金储氢的原理合金储氢的原理随着能源需求的增加和石油资源的日益减少，全球对新型能源和可再生能源的需求越来越大。

在新型能源多种形式中，氢能源因为其高能量密度、可再生性和清洁性而备受关注。

随着氢能源的日益普及，储存氢已经成为了一个关键的技术问题。

合金储氢技术作为一种重要的储氢方法，该技术在氢能源研究领域得到了广泛应用。

那么，什么是合金储氢？它的原理是什么？本文将对这些问题做详细介绍，帮助读者更好地了解合金储氢的原理和应用。

一、合金储氢的定义和分类合金储氢，是将氢储存在由一种或多种金属和非金属元素组成的合金中的储氢方法。

和一般的储氢方法相比，合金储氢具有以下优点：①大容量储氢：相对于物理吸附和化学吸附储氢方法，合金储氢可以在较小的体积内储存更多的氢气；②能量密度高：氢气分子储存在合金结构中，具有较高的相对分子质量，因此相对于压缩氢气和液态氢，合金储氢具有更高的能量密度；③容易储藏和运输：相对于压缩氢气和液态氢，在室温和大气压下储存和运输合金储氢是非常方便的。

根据储氢机理和合金结构特点，合金储氢可以分为四类：①非晶态与纳米晶态合金储氢；②基体合金储氢；③过渡金属储氢合金；④Zr系列合金储氢。

二、合金储氢的原理合金储氢的原理，是利用合金的结构特点，通过吸氢反应将氢气储存在金属的空隙中。

合金储氢通过金属原子与氢分子之间的相互作用来储存氢气。

这种作用包括物理吸附、化学吸附和反应吸氢三种形式。

1.物理吸附吸氢物理吸附是指氢分子与合金表面的物理吸引力作用。

这种吸引力通常是通过分子间的范德瓦尔斯力和大量的孔和裂缝实现的。

物理吸附可以吸收约5％的氢气。

2.化学吸附吸氢化学吸附是指氢分子与合金元素之间有化学键生成，例如，氢原子与铁原子在合金中形成Fe-H键。

这种化学键通常会导致合金在吸氢过程中发生变化，从而对氢分子的吸附和反应具有更高的催化作用。

化学吸附可以吸收约5-7％的氢气。

3.反应吸氢反应吸氢是指在合金表面发生吸氢化学反应，形成化合物并释放出氢气。