储氢合金的分类与性能
储氢合金
主讲人：汪沅 201039110213
能源危机与环境问题
• 化石能源的有限性与人类 需求的无限性－石油、煤 炭等主要能源将在未来数 十年至数百年内枯竭 • 化石能源的使用正在给地 球造成巨大的生态灾难－ 温室效应、酸雨等严重威 胁地球动植物的生存 • 新能源研究势在必行 • 氢——二十一世纪的绿色 能源 • 优点： • 自然界最普遍的元素; • 清洁能源; • 燃烧性能好，易点燃; • 发热值高(142MJ/kg); • 导热性好; • 用途广泛;
钛锰系储氢合金
• Ti-Mn合金是拉维斯相结构，Ti-Mn二元合金中Ti-Mn1.5 储氢性能最佳，在室温下即可活化，与氢反应生成TiMn1.5H2.4，其特性见表2-1。TiMn原子比Mn／Ti = 1.5 时，合金吸氢量较大，如果Ti量增加，吸氢量增大，但由 于形成稳定的Ti氢化物，室温释氢量减少。 • 除以上几类典型储氢合金外，非晶态储氢合金目前也引起 了人们的注意。研究表明，非晶态储氢合金比同组份的晶 态合金在相同的温度和氢压下有更大的储氢量；具有较高 的耐磨性；即使经过几百次吸、放氢循环也不致破碎；吸 氢后体积膨胀小。但非晶态储氢合金往往由子吸氢过程中 的放热而晶化。有关非晶态储氢材料的机理尚不清楚，有 待于进一步研究。
非晶态合金储氢
非晶态合金比同组分的晶态合金在相同温度和氢
压下有更大的贮氢量，如TiCu非晶态比晶态贮氢 量大1/3。
非晶态贮氢合金具有较高耐蚀性、耐磨性，可多 次使用而不破碎，但吸氢放热时易使其晶化。
制备方法和工艺
• 原材料
• （1）稀土 • 主要采用混合稀土元素，如富铈稀土（Mm）和富镧稀土（MI）。我 国具有丰富的稀土资源，总储量占世界80%以上。目前我国稀土年产 量在3500~4000T之间。 • （2）金属镍 • 我国金属镍主要来自金川镍公司，目前年产量35000T左右 • （3）其他添加元素 • 添加元素包括钴，锰和铝等，用量不大，但非常容易得到
储氢合金
利用储氢合金制造的制冷机
Chapter6 Metallic Materials
20
Chapter6 Metallic Materials
14
Example
在高压容器中装入贮氢合金的 “混合贮氢容器”
Chapter6 Metallic Materials
15
② H2的回收与纯化
氘－－氢的同位素,
它的原子核由一颗质
子和一颗中子组成。
其原子量为普通轻氢
的二倍,少量的存在于
天然水中,用于核反应,
Application 贮氢容器
节省能量，安全可靠——用贮氢合金贮氢，无 需高压及贮存液氢的极低温设备和绝热措施。
Chapter6 Metallic Materials
13
700标准大气压的储氢罐
Example
贮氢合金制作的贮氢装置
装到容器中的贮氢合金采用贮氢量为2.7%重量、合金密度为5g/cm3的材料。 对能够贮入5kg氢气的容器条件进行了推算。与压力相同（但没有采用贮 氢合金）的高压容器相比，重量增加了30%～50%，但是能够将体积缩小 30%～50%。
放，无污染，可循环利用。
3.氢的利用途径多——燃烧放热或电化学发电
4.氢气的存储方式多——气体，液体或固体化合物 5.可 直接用作发动机燃料、也可以以燃料电池方式驱动汽 车
氢气储存与储氢合金
在整个氢能系统中，储氢是最关键的环节。
储氢合金——在一定的温度和氢气压力下，可以多次吸收、 储存和释放氢气的合金材料。
⑦ 有确定的化学稳定性；
⑧ 对杂质敏感程度低；
⑨ 原料资源丰富，价格低廉；
⑩ 用作电极材料时具有良好的耐腐蚀性。
储氢合金PPT
p-c-T 曲线（氢化物可逆吸放氢压力 组成等温线）是衡量贮氢材料热力学性
能的重要特性曲线。通过该图可以了解
金属氢化物中能含多少氢(％)和任一温
度下的分解压力值。
p-c-T 曲线的平台压力、平台宽度与倾
斜度、平台起始浓度和滞后效应，既是 常规鉴定贮氢合金的吸放氢性能主要指 M-H系统平衡压相图 标，又是探索新的贮氢合金的依据。
生成焓 /[kJ/mol( H2) -30.1 -38.1 -26.4 -17.6 -29.5H4.
5
AB2
CaNi5 Ti1.2Mn1.8 TiCr1.8 ZrMn2 ZrV
TiFe Mg2Ni
AB A2B
① ② ③
CaCu5 C14 ① C14 C15 CsAl CsAl Mg2Ni
LaNi5中氢原子位置
Hydrogen on Tetrahedral Sites
Hydrogen on Octahedral Sites
贮氢合金的应用
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
氢化物分解
放出氢
提高T降低P
相当钢瓶1/3重量的贮氢合金，可吸尽钢瓶内全部氢， 而体积仅为钢瓶的1/10。有的贮氢合金的贮氢量比液态 氢还大。贮氢合金一般在常温和常压下，比普通金属的 吸氢量要高1000倍，一种镁镍合金制成的氢燃料箱， 自重l00kg，所吸收的氢气热能相当于40kg的汽油，一 种镧镍合金吸氢的密度甚至达到了液氢的密度。表1显 示了几种贮氢合金的贮氢能力。
4、粉末化
贮氢材料在吸储和释放氢的过程中，它会反复膨胀和收缩，从而导致出现粉 末现象。这一现象会使装置内的充填密度增高、传热效率降低、装置局部地 方会产生应力；同时形成微粉还会随氢气流动，造成阀门和管道阻塞。
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。
储氢材料分类
储氢材料分类目前储氢材料有金属氢化物、碳纤维碳纳米管、非碳纳米管、玻璃储氢微球、络合物储氢材料以及有机液体氢化物。
下面仅就合金、有机液体以及纳米储氢材料三个方面对储氢材料加以介绍。
一,合金储氢材料储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物,其原理是金属与氢形成诸如离子型化合物、共价型金属氢化物、金属相氢化物-金属间化合物等结合物,并在一定条件下能将氢释放出来。
合金作为储氢材料要满足一定的要求,首先其氢化物的生成热要适当,如果生成热太高,生成的氢化物过于稳定,释放氢时就需要较高的温度.而如果生成热太低,则不易吸收氢。
其次形成氢化物的平衡压要适当,最好在室温附近只有几个大气压,便于吸放氢,而且要吸放速度快，这样才能够满足实际应用的需求。
另外合金及其氢化物对水、氧和二氧化碳等杂质敏感性小，反复吸放氢时，材料性能不至于恶化。
而且，储氢材料的氢化物还要满足在存储与运输过程中性能可靠、安全、无害、化学性质稳定等条件。
现在已研究的并且符合上述要求的有镁系、稀土系、钛系和锆系等。
在上述储氢材料中，镁系储氢合金具有较高的储氢容量，而且吸放氢平台好、资源丰富、价格低廉，应用前景十分诱人。
镁可直接与氢反应,在300—400℃和较高的压力下, 反应生成Mg和H2反应生成MgH2: Mg + H2= MgH2 △H=-74.6kJ/mol。
MgH2理论氢含量可达7.6% , 具有金红石结构, 性能较稳定, 在287 ℃时分解压为101.3kPa。
由于纯镁的吸放氢反应动力学性能差, 吸放氢温度高, 所以纯镁很少被直接用来储存氢气，为此人们又开始研究镁基储氢合金材料。
到目前为止, 人们已对300多种重要的镁基储氢合金材料进行了研究。
二，液态有机物储氢材料有机液体氢化物贮氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应, 即加氢和脱氢反应来实现的。
加氢反应时贮氢,脱氢反应时放氢, 有机液体作为氢载体达到贮存和输送氢的目的。
固态储氢用稀土系储氢合金-最新国标
固态储氢用稀土系储氢合金1范围本文件规定了固态储氢用稀土系储氢合金的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及质量证明书。
本文件适用于采用真空感应熔炼冶金工艺生产的稀土系储氢合金，用作储氢罐的填充介质。
Zr 基和Ti基AB2型储氢合金可参照本文件执行。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T1480金属粉末干筛分法测定粒度GB/T17803稀土产品牌号表示方法GB/T29918稀土系储氢合金压力-组成等温线（PCI）的测试方法GB39176稀土产品的包装、标志、运输及贮存XB/T622.1稀土系贮氢合金化学分析方法第1部分：稀土总量的测定草酸盐重量法XB/T622.2稀土系贮氢合金化学分析方法第2部分：镍、镧、铈、镨、钕、钐、钇、钴、锰、铝、铁、镁、锌、铜分量的测定XB/T622.5稀土系贮氢合金化学分析方法第5部分：碳量的测定高频-红外吸收法XB/T622.6稀土系贮氢合金化学分析方法第6部分：氧量的测定脉冲-红外吸收法XB/T622.7稀土系贮氢合金化学分析方法第7部分：铅、镉量的测定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1最大吸氢量Maximum hydrogen storage capacity一定温度下，单位质量储氢合金吸收/放出氢的最大质量分数（%），也可用1摩尔储氢合金最大含氢原子物质的量（mol）表示。
3.2额定容量Rated capacity储氢合金产品标定的在一定条件下的储氢量。
3.3初始容量Initial capacity储氢合金在一定条件下第一次循环的储氢量。
3.4循环寿命Cycle life储氢合金在吸/放氢循环过程中，储氢量逐渐衰减，容量保持率降低至80%的循环次数表示储氢合金的循环寿命。
4要求4.1产品分类储氢合金产品按照化学组成不同分为La-Ni系和La-Mg-Ni系两类，牌号分别为LaNi-H、LaNi-M、LaNi-L和LaMgNi-H、LaMgNi-M、LaMgNi-L。
稀土储氢合金的进展
1.1 La-Ni系储氢合金
调整组成：元素替代；非化学计量比。
Hale Waihona Puke .1 La-Ni系储氢合金在LaNi5合金中，La可以分别用Ce、Pr 、 Nd等稀土元素和Zr、Ti、Ca等元素，Ni 可用Co、Mn、Mg、Al、Cu、Fe、Sn、Si等 一种或几种元素进行部分替代，同晶取代 形成的AB5型三元或多元合金的晶体结构一 般仍保持CaCu5型结构，但其晶胞参数值随 合金元素替代后有不同程度的变化。
1.1 La-Ni系储氢合金
LaNi5合金晶胞结构及五种间隙位臵氢原子分布
1.1 La-Ni系储氢合金
它的储氢量约为1.4 wt.%，25 C的分解压力(放氢平 衡压力)约为0.2 MPa，很适宜室温环境下操作这种合金的 吸收、释放氢的特性很好。在稀土合金中，LaNi5的含氢量 较大，H为-30.14 kJ/molH2；在室温附近，氢化物的分解 压力约为2atm，储氢特性很好。如果将LaNi5保持在任一温 度的氢气气氛中，就很容易被氢化而生成氢化物。这时， 氢原子进到LaNi5的晶格间位臵里，并使LaNi5的晶格发生变 形。吸氢后，LaNi5单位的晶胞体积约可膨胀23.5%，其氢 化反应是从其表面向内部扩展。由于体积急剧膨胀而产生 微小的裂隙，从而使得氢化物LaNi5合金产生新的表面，又 进一步促进了氢化反应。氢化物生成与分解反应的反复进 行，使LaNi5的裂隙逐渐增多，最后能被粉碎到约1-20μm 。
20 世纪60 年代末，飞利浦公司首先发现 了具有CaCu5型六方结构的稀土储氢合金LaNi5 、CeNi5。其中以LaNi5为典型代表，它具有吸 放氢温度低、速度快、平台压适中、滞后小 、易于活化，性质稳定不易中毒等优点。 LaNi5室温下可与几个大气压的氢反应被 氢化，生成具有六方晶格结构的LaNi5H6.0，其 氢化反应可用下式表示： LaNi5+3H2→LaNi5H6.0
(完整版)镁系储氢合金的综述
镁系储氢合金的综述摘要：镁是地壳中含量丰富的元素之一，居第8位，约占地壳质量的2．35 。
镁的储氢量大，其理论储氢容量可以达到7．6 ，被认为是最有前景的储氢合金。
本文就镁系储氢合金的工艺，性能，应用，发展趋势等做简单的介绍。
关键字：镁系储氢合金工艺性能应用发展趋势前言：人类历史的发展伴随着能源的不断发展．人类社会经历了薪柴、煤炭和石油3个能源阶段后，面临着一个严峻的挑战．一方面煤炭、石油等化石燃料的长期大量消耗，其资源逐渐枯竭；另一方面化石燃料的大量使用造成了全球环境的严重污染．氢能正是基于能源持续发展和环境保护的要求而发展起来的理想清洁能源．氢来源丰富广泛，且燃烧能量密度值高，燃烧后生成水，具有零污染的特点，因此对氢能源的开发利用已成为世界性的重要课题．氢能体系的主要技术环节包括氢的生产、储存、输送和使用等，其中氢气的储存是最关键的环节之一．传统的液化储氢、高压储氢方法效率低，对储存容器条件要求比较苛刻．因此人们开发了金属、非金属以及有机液体等储氢材料．现阶段研究、开发得最多的是金属氢化物．目前所开发和研究的金属储氢材料可大致分为稀土系(LaNi )、钛系(FeTi)、锆系(ZrMn)和镁系(Mg Ni)等，其中，镁基储氢合金受到了世界各国的广泛重视，这是因为金属镁作为一种储氢材料具有一系列优点：1)资源丰富，价格低廉．镁是地壳中含量最丰富的元素之一，居第8位，约占地壳的2．35％；2)密度小，仅为1．74 g·cm～；3)储氢量高，镁的理论储氢量7．6％(质量百分数，下同)，Mg Ni的储氢量为3．6％．但是镁基储氢材料也存在一些缺点，主要表现为吸放氢速度慢，反应动力学性能差，放氢温度较高，以及循环寿命差等。
1. 镁基储氢材料体系最早开始研究镁基储氢材料的是美国布鲁克一海文国家实验室，Reilly和Wiswall⋯在1968年首先以镁和镍混合熔炼而成Mg Ni合金．后来随着机械合金化制备方法的出现，揭开了大规模研究镁基储氢材料的序幕．据不完全统计，到目前为止人们研究了近1 000多种重要的镁基储氢材料，几乎包括了元素周期表中所有稳定金属元素和一些放射性元素与镁组成的储氢材料．通过研究，发现这些镁基储氢材料可以分为单质镁储氢材料、镁基储氢合金和镁基储氢复合材料三大类．1．1 单质镁储氢材料镁可直接与氢反应，在300～400℃和较高的氢压下，反应生成MgH ：Mg+H2= MgH2，△H =一74．6 kJ／mo1．MgH 理论氢含量可达7．6％，具有金红石结构，性能较稳定，在287℃时的分解压为101．3 kPa．因为纯镁的吸放氢反应动力学性能差，吸放氢温度高，所以纯镁很少被用来储存氢气．随着材料合成手段的不断发展，特别是机械合金化制备工艺的日益成熟。
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；
贮氢合金性能诸因素的分析
影响贮氢合金性能的诸因素剖析1.贮氢材料组成对性能的影响1.1ABx合金中A元素的影响AB5合金中的A大多数为混合稀土金属，其中主要是La、Ce、Pr、Nd。
由于4个元含量的变化，会对合金性能产生不同的影响。
一般而言，La高合金容量高、平台压低、耐蚀性差；Ce高合金容量低、平台压高、耐蚀性好；Nd、Pr对合金性能的影响介于La、Ce两者之中。
Zr和Ca也可部分代替La或混合稀土金属，使合金性能发生一定的变化，下面分别介绍各元素的影响。
1.1.1La含量的影响K.K.K等人对MmNi4.0AL0.5Mn0.5Cu0.4Co0.1合金的La含量为20%~80%(质量)的作用进行了研究，其结果列于表1.表1 Mm中La含量对AB5.5合金性能的影响①45℃下测得的值②半电池下容量下降至初始容量90%的次数③2C放电容量/0.2C放电容量×100%从表6-1中可以看出，随Mm中La含量增加，平衡压力降低，初容量增加。
La 含量小于40%时，平衡氢压较高，初容量较小，La含量超过70%时寿命稍短，对降低平合压没有多大效果，所以La在40%~70%合适。
日本蓄电池公司「2]在一项欧洲专利中，采用3种不同La含量的稀土金属以及纯La制取AB5合金，其混合稀土金属的组成2所示。
结果认为，稀土全部为一La时初容量高，但循环寿命不太好，而大电流(0.2h-率)放电时放电容量下降小，高倍率放电性能好。
用高Ce稀土时(La30 % )初容量小，寿命好，但高倍率放电时容量下降相当大。
常规富La稀土(La59 %} ")时循环寿命很长，但高放电倍率放电时容量下降大。
当采用高富La稀土时，当采用高富La稀土时(La 至少75% ) ,比富Ce和富La的高得多，循环寿命稍差。
循环寿命按Mm富Ce) ＞Ln{富La) >Lm(高富La) > La 顺序下降，稀土中La含量减少，初容量减小，而300次循环后容量保持率增加。
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
9
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
贮氢合金的构成
高能高效
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 ）
求真务实
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
2
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
LaNi5与H的反应
高能高效
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 PPT
合金中氢的位置
氢原子在合金晶格中形成固溶体
Chapter6 Metallic Materials
9
合金中氢的位置
❖金属形成氢化物后，氢化物中 的金属晶格结构有和金属相一样 的结构，也有变为与金属相完全 不同的另一种结构。前者称为溶 解间隙型，如Pd—H和LaNi5— H系等，后者为结构变态型，如 Ti—H和Mg2Ni—H系等。
(1)比能量为Ni—Cd电他的1.5- 2倍； ❖(2)无重金属Cd对人体的危害； ❖(3)良好的耐过充、放电性能； ❖(4)无记忆效应； ❖(5)主要特性与Ni／Cd电他相近，可 以互换使用。 氢化物电极
Ni、MHx电池充放电过程示意图
Chapter6 Metallic Materials
⑦ 有确定的化学稳定性；
⑧ 对杂质敏感程度低；
⑨ 原料资源丰富，价格低廉；
⑩ 用作电极材料时具有良好的耐腐蚀性。
Chapter6 Metallic Materials
11
储氢合金种类
可以在工程上应用的合金基本上都是金属间化合物，已 确认有应用前景的共有四类
A及N——吸氢量较大的金属 (ⅡA，ⅢB，ⅣB，ⅤB族金属) B及M——过渡金属 （ⅥB，ⅦB，Ⅷ，ⅠB，ⅡB，ⅢA，ⅣA族） Mm ——混合稀土金属
放，无污染，可循环利用。
3.氢的利用途径多——燃烧放热或电化学发电
4.氢气的存储方式多——气体，液体或固体化合物 5.可 直接用作发动机燃料、也可以以燃料电池方式驱动汽 车
氢气储存与储氢合金
❖ 在整个氢能系统中，储氢是最关键的环节。
储氢合金——在一定的温度和氢气压力下，可以多次吸收、 储存和释放氢气的合金材料。
Application 贮氢容器
能源化工思考题
金属氢化物电极材料制备与原理总结金属氢化物又称贮氢合金。
贮氢合金的性能直接决定了MH-Ni电池的性能。
许多金属及合金能可逆地吸收大量的氢形成金属氢化物相。
1968年荷兰Philips实验室在研究磁性材料时，无意中发现了SmCo5具有很大的可逆吸放氢能力，随后，在1970年，开发出了LaNi5贮氢合金；1973年H.H.Ewe等将LaNi5合金用于贮氢合金电极的研究；1978年T.L.Markin 等又将LaNi5合金电极用MH-Ni电池实验，由于在反复吸放氢过程中，合金晶胞体积膨胀，导致合金粉化，比表面积随之增大，加大合金氧化的机会，使得合金过早失去吸放氢能力。
1984年J.J.G.Willems采用钴部分取代镍，钕取代少量镧得到多元合金La0.7Nd0.3Ni2.3Co2.4Al0.3，其晶胞结构与LaNi5相似，但合金吸氢后晶胞体积膨胀比LaNi5要少的多，使贮氢合金电极循环寿命大大延长，从而制出了抗氧化性能高的实用MH-Ni电池。
从此贮氢合金的研究和利用得到了较大发展。
贮氢合金的特性氢气的储存形式对氢气的应用有直接影响，储氢形式可分为物理储氢和化学储氢两种方法，也可以分为容器储氢和材料储氢。
各种氢气储存方法和特点见表1.表1氢气的储存方法及特点图中比较了氢气、液氢、合金氢化物的氢密度与氢含量。
吸氢合金的氢密度比氢气和液氢的氢密度还高，故可用于贮氢。
作为贮氢用合金，因是致密的固体，是比较安全的贮氢手段。
图1 氢气、液氢、合金氢化物的氢密度与含氢率*包括瓶重。
贮氢合金的基本类型贮氢合金是氢气的一种贮存形式，属于贮氢材料化学贮氢。
贮氢合金是指在一定温度和压力下，能可逆吸收、贮存和释放氢气的金属间化合物。
我们知道，周期表中所有金属元素都能与氢化合生成氢化物。
不过这些金属元素与氢的反应有2种性质，一种容易与氢反应，能大量吸氢，形成稳定的氢化物，并放出大量的热，这些金属主要是IA～VB族金属，如Ti、Zr、Ca、Mg、V、Nb、RE—稀土元素等，它们与氢的反应为放热反应(△H<0)；另一种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，通常条件下不生成氢化物。
储氢合金分类
储氢合金分类储氢合金分类，一次有趣的探索说到储氢合金分类，这可真是个有意思的话题！就好像咱们去逛一个超级大的超市，不同的储氢合金就像是摆放在不同货架上的商品一样。
咱先来说说AB5 型储氢合金吧，这就好比是超市里的“明星产品”，特别受欢迎。
它工作起来那叫一个靠谱，就像一个勤劳的小蜜蜂，储氢的效率和稳定性都很不错。
AB5 型储氢合金给人的感觉就像是你身边那个做事稳稳当当，从不出错的朋友，特别让人放心。
然后呢，就是AB2 型储氢合金，这个可以说是储氢合金里的“高富帅”啦！它虽然成本稍微高了那么一丢丢，但是性能可是杠杠的。
AB2 型储氢合金有着更高的储氢容量，就像是一辆超级跑车，速度超快，让人惊叹不已。
不过呢，高富帅也有它的小脾气，有时候对使用条件要求会稍微高一些啦。
还有AB 型储氢合金，这就好像超市里的“经济适用品”。
它朴实无华，性价比超高。
虽然可能没有前面那两位那么耀眼，但是它依然在自己的岗位上兢兢业业，发挥着重要的作用。
而且呢，它还特别容易和其他材料“打成一片”，组成各种优秀的储氢合金体系。
再来说说A2B 型储氢合金，它就像是一个隐藏的“高手”。
平时不显山不露水的，但是关键时候总能给你惊喜。
它的储氢能力也是不容小觑，虽然有时候不太好发现它的亮点，但只要你细心去了解，就会发现它其实是个很厉害的角色。
其实啊，储氢合金的分类就像是一个大舞台，每种类型都有自己独特的“表演”。
它们在储氢这个大领域里各自发挥着作用，为我们的生活带来便利和惊喜。
我们在探索储氢合金分类的时候，就像是在观看一场精彩的演出。
有时候看到某个合金的优异表现，会忍不住为它拍手称赞；有时候也会因为它们的一些小缺点而觉得可爱有趣。
总之，储氢合金分类这个话题真的是既丰富又有趣。
我们在了解它们的同时，也能感受到科学的魅力和乐趣。
所以啊，让我们继续愉快地探索这个神奇的储氢合金世界吧，说不定还会有更多有趣的发现等着我们呢！。
储氢合金
储氢合金无机1002班汪沅201039110213化石能源的有限性与人类需求的无限性－石油、煤炭等主要能源将在未来数十年至数百年内枯竭.化石能源的使用正在给地球造成巨大的生态灾难－温室效应、酸雨等严重威胁地球动植物的生存.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。
储氢合金是一种新型合金，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。
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。
1 金属储氢原理许多金属(或合金)可固溶氢气形成含氢的固溶体(MHx)，固溶体的溶解度[H]M与其平衡氢压pH2的平方根成正比。
在一定温度和压力条件下，固溶相(MHx)与氢反应生成金属氢化物。
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。
2 储氢合金分类并不是所有与氢作用能生成金属氢化物的金属(或合金)都可以作为储氢材料。
实用的储氢材料应具备如下条件：(1)吸氢能力大，即单位质量或单位体积储氢量大。
(2)金属氢化物的生成热要适当，如果生成热太高，生成的金属氢化物过于稳定，释氢时就需要较高温度；反之，如果用作热贮藏，则希望生成热高。
储氢材料
目
录
一、能源现状 二、储氢材料 三、储氢材料应用
四、储氢材料未来发展趋势
能源现状
能源现状
传统能源
化石燃料：煤、石油、天然气等。 优点：浓缩能源； 易储存； 易运输。
缺点：不可再生资源；
无法满足消耗增长率； 破坏环境； 军事冲突。
能源现状
新能源
新能源：太阳能、风能、核能、地热能、海洋能、生物能、
储氢材料
储氢合金应具备的条件
①高的储氢容量。 ②氢化物的生成热适当。
③平衡氢压适中。
④吸、放氢速度快。
⑤容易活化。
⑥良好的抗气体杂质中独特性。 ⑦长期循环稳定性。 ⑧原材料资源丰富，价格便宜。
储氢材料
储氢材料
2.液态有机物储氢材料
有机液体氢化物储氢是借助不饱和液体有机物与氢的一 对可逆反应，即加氢和脱氢反应来实现的。
平衡压差驱动氢气流动，使两种氢化物分别处于吸氢（放热） 和放氢（吸热）状态，从而达到增热或制冷的目的。 优点：①可利用废热、太阳能等低品位的热源驱动热泵工作。 ②系统通过气固相作用，无磨损、无噪声。 ③系统工作范围大，温度可调。 ④可达到夏季制冷、冬季供暖的双效目的。
储氢材料的应用
金属氢化物氢压缩机
缺点：氢流量受合金吸收、释放氢的循环速度限制。
储氢材料的应用
制取高纯度氢气
基本原理：含有杂质的氢气与储氢合金接触，氢气被 吸收，而杂质则被吸附于合金表面，除去杂质后，再
使氢化物放氢，则可得到高纯度的氢气，其纯度可高
达99.9999%。
TiMn1.5和稀土系储氢合金是应用效果较为理想的。
储氢材料的应用
究, 各种纳米管材料、金属有机物多孔材料等都具有非常
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。
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储氢合金的分类与基本性能储氢合金按组成元素的主要种类分为: 稀土系、钛系、锆系、镁系四大类，按主要组成元素的原子比分为:AB5 型、AB2 型、AB 型、A2B 型, 另外也可按晶态与非晶态, 粉末与薄膜进行分类。
储氢合金基本特征：二元储氢合金(或金属间化合物) 基本上是在1970 年前后相继被发现的. 这些二元储氢合金可分为AB5 型(稀土系合金,如形成LaNi5H6 )、AB2 型(Laves 相合金,如形成ZrV2H4.8 ) 、AB 型(钛系合金,如形成TiFeH1.9) 和A2B 型(镁基合金,如形成Mg2NiH4) .其中A 为氢化物稳定性元素(发热型金属) ,B 为氢化物不稳定性元素(吸热型金属) ,A 原子半径大于B 原子半径. 氢在金属和合金中比液态氢的密度高,氢能够在相对温和的条件下可逆吸放,并且伴随热的释放与吸收. 实验检测和模拟计算证明,氢主要以原子形式存在,部分带有负电荷。
1稀土系储氢合金稀土系储氢合金以LaNi5 为代表, 可用通式AB5 表示, 具有CaCu5 型六方结构。
性能：较高的吸氢能力(储氢量高达1.37 重量% ) ,较易活化,对杂质不敏感以及吸脱氢不需高温高压(当释放温度高于40℃时放氢就很迅速) 等优良特性。
应用领域：是热泵、电池、空调器等应用中的理想候选材料,有很大的应用潜力。
影响元素、改进性能的研究方法：合金吸氢后晶胞体积膨胀较大, 易粉化, 比表面随之增大, 从而增大合金氧化的机会, 使合金过早失去吸放氢能力。
这就使氢镍电池中储氢容量衰减快, 而且价格昂贵。
由于纯稀土金属价格昂贵不能满足工业生产的大量需求, 为了降低成本, 人们利用混合稀土(Mm: La、Ce、Nd、Pr)、Ca、Ti 等置换LaNi5 中的部分La, 以Co、A l、M n、Fe、Cr、Cu、Si、Sn 等置换Ni 以改善性能, 开发出多元混合稀土储氢合金。
混合稀土储氢合金材料有富铈的和富镧的, 其优点是资源丰富, 成本较低。
在混合稀土材料中通常都加入M n, 这样可以扩大储氢材料晶格的吸氢能力, 提高初始容量, 但M n 也比较容易偏析, 生成锰的氧化物, 从而使合金的性质和晶格发生变化,降低吸放氢能力, 缩短寿命。
因此, 为了制约M n 的偏析, 以提高储氢合金的性能和寿命, 在混合稀土材料中往往还要添加Co和Al。
2钛系储氢合金目前己发展出多种钛系储氢合金, 如钛铁、钛锰、钛铬、钛锆、钛镍、钛铜等, 它们除钛铁为AB 型外,其余都为AB2 型系列合金。
FeTi 合金是AB 型储氢合金的典型代表, 具有CsCl 型结构。
性能：它的储氢能力甚至还略高于LaNi5。
首先, FeTi 合金活化后, 能可逆地吸放大量的氢, 且氢化物的分解压强仅为几个大气压, 很接近工业应用; 其次, Fe、Ti 两种元素在自然界中含量丰富, 价格便宜, 适合在工业中大规模应用, 因此一度被认为是一种具有很大应用前景的储氢材料而深受人们关注。
其缺点是吸氢和放氢循环中具有比较严重的滞后效应。
为了改善钛锰合金的滞后现象, 科学家们用锆置换部分钦, 用铬、钡、钴、镍等一种或数种元素置换部分锰, 已经研制出数种滞后现象较小, 储氢性能优良的钛锰系多元储氢合金。
影响元素、改进性能的研究方法：改善FeFi合金活化性能最有效的途径是合金化, 研究结果表明, 用M n、Cr、Zr 和N i 等过渡族元素取代FeT i合金中的部分Fe 就可以明显改善合金的活化性能, 使合金在室温下经一段孕育期就能吸放氢, 但同时要损失合金一部分其他储氢性能, 研究还表明用机械压缩和酸、碱等化学试剂表面处理也能改善FeFi 合金的活化性能。
应用领域：广泛的工业领域3镁系储氢合金制备方法:制备方法对于镁基合金的性能有很大影响。
从镁基合金发现到现在,合成技术不断进步。
镁基储氢材料的合成一般有下列几种方法:高温熔炼法、置换2扩散法、固相扩散法、燃烧合成法、机械合金化法(MA)。
在这些方法中,机械合金化法是近年来公认性能比较出色的新制备方法。
该法通过机械研磨(MG) 可以得到晶态的、非晶态的以及准晶态的合金。
通过此种方法可以显著改善合金的表面特征,从而改善其吸放氢的活化性能和反应动力学,并且能降低吸氢温度、提高吸氢量。
近年来许多镁基复合储氢材料的制备主要是采用机械研磨法得到的。
通过磨镁的氢化物可以大大改善纯镁的吸氢性质。
比表面积可以增加10 倍,并且由机械变形过程引起的结构缺陷降低了脱氢的活化能。
球磨后, 材料在573K 时400s 吸氢量就可达到7 (w t)%; 在623K 下, 600s 就可脱去同样量的氢。
通过高能球磨纯镁和纯镍粉, 然后在350℃、3M Pa 氢压下退火20h, 可以制备Mg2Ni复合储氢材料。
此复合材料是由M g 和M g2N i 相组成的。
相分布和每相的粒径与镍含量有关。
当镍含量为35 (w t)% 时, 复合材料由均匀分布的纳米晶M g2N i 和M g 相构成, 具有最好的脱氢性质。
脱氢可在290℃下进行, 40m in 可放氢314 (w t)%; 若在305℃, 40m in 可放氢418 (w t)%。
经过150次吸放氢循环后, 微观结构和储氢性质没有退化。
反机械合金化以及反应机械合金化法为储氢材料领域开辟了新的制取途径, 特别是对那些熔点相差很大的两种元素的合金化, 更有其独特的好处, 而且它能生产纳米晶、微晶, 甚至非晶, 对储氢材料的性能也有很大改善, 是一种非常重要的制备储氢材料的方法。
研究方法:表面改性方法能大大改善储氢合金在充放电过程中的粉化和氧化问题性能及影响元素:镁及其合金作为储氢材料,具有以下几个特点: (1) 储氢容量很高,MgH2 的含氢量达到7. 6 (wt) % ,而Mg2NiH4 的含氢量也达到3. 6 (wt) %; (2) 镁是地壳中含量为第六位的金属元素,价格低廉,资源丰富; (3) 吸放氢平台好; (4) 无污染。
但镁及其合金作为储氢材料也存在三个缺点: (1) 吸放氢速度较慢,反应动力学性能差; (2) 氢化物较稳定,释氢需要较高的温度; (3) 镁及其合金的表面容易形成一层致密的氧化膜。
应用前景:国际能源协会( IEA) 规定未来新型储氢材料的标准为: 在低于373K 下吸氢容量大于5(wt) % 。
目前的镁基储氢材料是最有希望达到这一标准的,且由于镁资源丰富、价格低廉和无污染,在氢的规模储运方面具有较大的优势,因此被认为是最有希望的储氢合金材料。
典型镁系材料M g2Ni 是很有潜力的轻型高能储氢材料。
无论是从材料的价格还是理论储氢容量上都优于AB5 系稀土合金和钛系AB2 型合金, 其理论容量高达1000 mA ·hög 约为L aN i5 合金(372 mA·hög ) 的2. 7 倍。
但Mg2Ni 合金只有在200—300 ℃才能吸放氢, 反应速度十分缓慢, 而且难以活化, 这就使其实际应用存在问题。
最近其在二次电池负极方面的应用己成为一个重要的研究方向, 并且有望应用于车用动力型MH-Ni 电池。
4锆系储氢合金锆系合金以ZrV2、ZrCr2、ZrM n2 等为代表, 可用通式AB2 表示, 典型的结构是立方的Cl5 型和六方的Cl4 型。
性能:AB2 型Laves 相储氢合金是一种新型的储氢材料, 它具有吸氢大, 与氢反应速度快以及活化容易, 没有滞后效应等优点, 因此是一种很有发展前途的新型储氢材料。
但是氢化物生成热较大, 吸放氢平台压力太低, 而且价格较贵, 限制了它的广泛应用。
影响元素:A 以Ti 作主要元素的Laves 相储氢合金电极储氢量没有以Zr 作主要元素的储氢量大, 但Ti 含量增加会改善Laves 相储氢合金在吸放氢过程中的滞后效应。
研究表明,L aves 相储氢合金电极的最初活化期长, 电化学催化性能较差, 且合金原材料价格相对偏高。
为了提高合金的利用率和初期活化能常使用表面处理方法, 如用HF 溶解合金表面Ti- Zr 氧化膜, 再镀覆铜或镍可有效提高合金利用率和使用寿命。
用机械研磨法使合金表面复合一层镍可使合金电极初期充电效率显著提高。
也使用热碱处理法溶解除去Ti-Zr 氧化膜, 使合金表面富集一层镍, 从而提高储氢电极初期活化性能和高速放电性能。
亦有通过加入L aNi5 提高Laves 相合金活性。
储氢合金的应用储氢材料的应用主要包括以下几个方面:1) 氢气的储存和运输。
金属氢化物储运氢气具有安全性高、成本低、体积密度高等优点, 一钢瓶高压氢气可储存在体积仅为其1ö5 的小瓶金属氢化物中, 而且安全性很高, 使用也很方便。
2) 利用金属氢化物生成时释放(吸收) 热量这一特性进行热量的储存与运输。
3) 利用金属氢化物压力、温度、吸氢量的关系实现无运动部件的动力转换机械。
4) 利用储氢材料对氢气的选择性吸附可进行氢气的分离与净化。
目前, 己能成功地从化肥厂废气中分离出氢气, 并使之净化得到纯度达99. 99%的高纯氢。
5) 利用储氢材料对氢的3 种同位素吸附的不同P- C- T 曲线可进行氢同位素分离。
目前美国有关军事部门在进行这方面研究, 但未公布过研究结果, 我国在这方面的研究工作己达世界领先水平。
6) 利用储氢材料高比表面积和选择性吸附等特性, 作为合成化学中的谷物催化物。
7) 作为MH Ni 电池的负极材料。
这是目前研究和开发工作的重点, 也是储氢材料走向市场最成功的领域。
MH Ni 电池(镍氢电池, 镍金属氢化物电池) 正极活性物质与N i Gd 正极活性物质相同, 为Ni(OH) 2, 负极为储氢合金M。
NiMH 电池一般采用负极容量过剩的结构, 过充时正极析出的氧气通过隔膜在负极与金属氢化物反应生成水。
过放时正极析出的氢气被负极(M ) 吸收形成金属氢化物, 因此NiMH 电池具有良好的耐过充放电特性。
储氢合金现在之所以受到国内外广泛的重视, 主要原因是进入90 年代以来储氢合金在量大面广的充电电池中应用获得了巨大的成功。
储氢合金目前主要用于手机用镍氢电池, 这种电池在手机电池中的市场占有率超过70%。
除手机用镍氢电池外, 目前电动自行车、摩托车、三轮车及汽车用动力镍氢电池的研究与开发也受到了广泛的重视。
与手机电池相比, 动力电池要求具有更高的高倍放电率, 这要通过调整合金的成分来实现。
银氢电池比能量高, 不污染环境,无记忆效应, 循环寿命长, 与镍镉电池有互换性, 可以取代有毒的、废电池难以处理的镍镉电池。
新型的金属储氢材料应满足的要求: （发展前景要求）①原料来源广、成本低、制造工艺简单; ②密度小、氢含量高、能量密度大; ③可逆吸放氢速度快、效率高; ④循环使用寿命高等。