稀土储氢材料资料
5-1-稀土储氢材料(共77张)
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• 如果按每千克燃料所放出的热量来进行计算，
氢气为120918KJ，液化气为45367KJ。 • 氢能不但是一种高效，干净，无毒，无二
次污染的理想能源，而且氢的储量用之不尽， 加上氢能应用广泛(guǎngfàn)、适应性强、可用 作燃料电池发电，也可用于氢能汽车、化学 热泵等。因此，氢能的开发和利用成为世界 各国特别关注的科技领域。
是极为(jíwéi)有利的。 汽车用贮氢材料的要求： 工作压力（105~106Pa），储氢量（4%~5%）， 工作温度（273~373K）要同时满足3个指标。
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当今汽车工业给环境带来恶劣的影响， 因此(yīncǐ)汽车工业一直期望用以氢为能源的 燃料电池驱动的环境友好型汽车来替代。
T1,P1 T2,P2
MH x(s) +ΔH
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3个反应 过程： (fǎnyìng)
1.开始吸收小量氢后，形成合氢固
1
溶体（相），合金结构保持不变 ，其固溶度[H]M与固溶体平衡氢
压的平方根成正比：
p1/ 2 H2
[H]M
固溶体进一步与氢反应，产生相
2
变，生成氢化物相（相）：
x是固溶体中的氢平衡 浓度， y是合金氢化物 中氢的浓度，一般yx,
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从表中可知，金属氢化物的氢密度(mìdù)与液态氢、
固态氢的相当，约是氢气的1000倍。
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另外，一般贮氢材料中，氢分解压较低，所 以用金属(jīnshǔ)氢化物贮氢时并不必用 101.3MPa(1000atm)的耐压钢瓶。
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第四章、稀土贮氢材料的制备
• •
• •
B端：难以形成稳定氢化物的吸热型金属，Ni、Fe、 Co、Mn、Cu、Al等
常用稀土元素的性质 金属
La
熔点/℃ 相对原子 密度 /(g.cm-3) 质量
138.91 6.17 920
沸点/℃
3460
燃点/℃
_
Ce
Pr Nd Sm
140.12
140.91 144.2 150.4
6.80
6.78 7.0 7.52
798
910 1060 1016
3424
3510 3070 1800
165
290 270 _
Mm
139.6~1 41
6.5~7.0
870~95 0
_
_
混合稀土金属的典型成分
元素
1 TREM 99 La Ce Pr Nd 26.8 51.92 5.27 16.98 2 ≥98 20~30 ﹥48 4~7 13~18 3 99.5 35.4 45.2 4.4 14.2 4 ≥98 43.3 0.65 11.99 43.71
• 稀土贮氢材料的制备方法： • 感应熔炼法、电弧熔炼法、熔体急冷法（快淬法、 • 速凝法）、气体雾化法、机械合金化法、粉末烧结法等。
贮氢材料制备方法及特征
制造方法 电弧熔炼法 高频感应加热法 熔体急冷法 气体雾化法 机械合金化法 还原扩散法 合金组织特征 接近平衡相，偏析少 缓冷时发生宏观偏析 非平衡相、非晶相、微晶粒柱状晶 组织，偏析少 非平衡相、非晶相、微晶粒等轴晶 组织，偏析少 纳米晶结构、非晶相、非平衡相 热扩散不充分时，组成不均匀 方法特征 适于实验及少量生产 价廉，适于大量生产 容易粉碎 球状粉末，无需粉碎 粉末原料，低温处理 不需粉碎，低成本
稀土储氢材料
稀土储氢材料
稀土储氢材料是一类具有很高储氢容量和较低吸放氢温度的储氢材料。
稀土元素由于其特殊的电子结构和原子尺寸，使得其化合物具有较高的储氢能力，因此成为了储氢材料研究的热点之一。
首先，稀土储氢材料的储氢机制主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。
在物理吸附中，氢气以分子形式吸附在材料表面，而在化学吸附中，氢气会与稀土元素发生化学反应，形成化合物储存在材料中。
这两种方式相互作用，共同提高了稀土储氢材料的储氢能力。
其次，稀土储氢材料的储氢性能受到多种因素的影响。
首先是晶体结构，稀土储氢材料的晶体结构对其储氢性能有着重要影响，合适的晶体结构可以提高材料的储氢能力。
其次是表面积和孔隙结构，较大的表面积和合适的孔隙结构有利于提高储氢材料的吸氢速率和储氢容量。
此外，稀土元素的种类和含量、材料的热稳定性等因素也会对储氢性能产生影响。
最后，稀土储氢材料在氢能领域具有广泛的应用前景。
随着氢能技术的发展，稀土储氢材料将成为氢能储存和传输的重要材料。
此外，稀土储氢材料还可以应用于氢燃料电池、氢化物储氢系统等领域，为氢能产业的发展提供重要支撑。
总之，稀土储氢材料具有很高的储氢能力和广阔的应用前景，对于推动氢能技术的发展具有重要意义。
随着材料科学和氢能技术的不断进步，相信稀土储氢材料将会在未来发挥更加重要的作用。
6-3稀土贮氢材料
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电池充放电原理图：
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负极合金上的电极反应机理
碱性电解液中的电极反应机理模式图
充电时，在合金表 面上，由于水的电 化学还原生成氢原 子，氢原子被合金 吸收生成氢化物。 电子传导性及氢的 扩散速度对电极的 性能有很大影响。
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5 循环寿命
循环寿命（电化学循环稳定性）是电极材料最主要的性能指标之 一。在电化学循环过程中，放电容量会随循环次数的增加而降低。 一般将容量保持率达到60%时对应的循环次数定义为合金的循 环寿命。
不同种类合金电极的失效机理是不同的。对于稀土基AB5 型合金，合金的失效主要是吸氢和放氢过程中由于晶格的膨胀和 收缩而使电极合金粉化。
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1.镍-金属氢化物电化学原理
Ni-MH电池是以贮氢合金作负极，Ni(OH)2作正极， KOH水溶液作电解液的碱性蓄电池。这种蓄电池是利用吸氢合 金在电位变化时具有吸氢或释放氢的功能，实现电池充放电。 在充放电过程中，电极及电池反应为：M代表贮氢材料，MHx为 金属氢化物
放电容量
❖ 氢化物电极的电化学容量取决于余属氢化物MHx中的氢含 量x(=H/M,原子比)。根据法拉第电解定律,对吸氢量为x的 ABn型贮氢电极材料的理论电化学容量为：
❖ C=XF/3.6MW(mAh/g) (F=96484.56 C·mol-1) ❖ 式中F为法拉第常数,Mw为贮氢材料的分子量。以Mg2Ni为
了合金的动力学性能。动力电池要求合金具有很 好的动力学性能。一般说来，合金的放电容量随 放电电流密度的增加而减小，减小的幅度越小， 合金的倍率放电性能越好。合金的高倍率放电性 能与合金的晶粒大小及表面状态相关。凡降低氢 扩散系数的因素，均使合金的倍率放电性能下降。 ❖ 倍率：电池在规定时间内放出其额定容量时所输 出的电流值，数值上等于额定容量的倍数。如2倍 率的放电，表示放电电流数值的2倍，若电池容量 为3Ah，那么放电电流为2*3=6A。
稀土材料的储氢性能与应用
稀土材料的储氢性能与应用引言稀土材料是一类具有特殊化学性质和物理性质的材料，由于其出色的储氢性能在能源领域受到了广泛关注。
稀土材料的储氢性能包括储氢容量、吸附/解吸速率以及循环稳定性等方面，这些性能对于储氢技术的发展具有重要意义。
本文将着重介绍稀土材料的储氢性能及其在能源领域的应用。
稀土材料的储氢性能储氢容量稀土材料具有较高的储氢容量，这是其在储氢技术中的主要优势之一。
稀土元素具有特殊的电子结构，可以与氢原子形成稳定的化学键，从而实现高密度的氢储存。
以镧系金属为例，铈、镨、钕等元素具有较高的储氢容量，可以达到每克储氢量数百毫升以上。
吸附/解吸速率稀土材料的吸附/解吸速率对于储氢系统的高效运行至关重要。
一方面，较快的吸附速率可以提高储氢装置的充装效率；另一方面，较快的解吸速率可以提高氢在使用过程中的可利用性。
研究表明，一些稀土材料具有较快的吸附/解吸速率，可以满足实际应用的需求。
循环稳定性稀土材料的循环稳定性是评价其储氢性能的重要指标之一。
在储氢过程中，稀土材料要经历多次的吸附和解吸循环，对于保持较好的储氢性能具有至关重要的作用。
循环稳定性主要包括材料的吸附/解吸循环寿命以及材料的结构稳定性等方面。
稀土材料的循环稳定性影响着其在储氢系统中的长期稳定性和可靠性。
稀土材料的应用汽车工业稀土材料在汽车工业中的应用主要体现在储氢燃料电池车辆和氢气内燃机车辆等领域。
储氢燃料电池车辆利用稀土材料储存氢气，通过氢气与氧气的反应产生电能，从而驱动车辆。
氢气内燃机车辆则通过稀土材料储存氢气，并与空气中的氧气发生燃烧反应，从而产生动力。
稀土材料的优异储氢性能使得这些新能源汽车具有更高的续航里程和更短的充电时间，为汽车工业的发展带来了新的机遇。
能源储存稀土材料还可以应用于能源储存领域，如太阳能和风能储存等。
利用稀土材料的储氢性能，可以将太阳能和风能等可再生能源转化为氢气，并将氢气以稀土材料的形式储存起来。
在能源需求高峰期，可以将储存的氢气释放出来，供应能源需求。
稀土储氢材料
稀土储氢材料
稀土储氢材料是一类具有很高储氢容量和较低吸放氢温度的材料，是储氢材料
中的重要分支之一。
稀土元素是指镧系元素和镝、铽、钆等元素，它们具有丰富的电子结构和独特的化学性质，因此在储氢材料中具有重要的应用前景。
稀土储氢材料的研究和开发对于解决能源危机和环境污染问题具有重要意义。
稀土储氢材料具有以下特点：
首先，稀土元素具有较高的储氢容量。
稀土元素的原子结构决定了它们具有较
高的储氢能力，因此可以作为储氢材料的主要成分之一。
通过合金化、纳米化等方法，可以进一步提高稀土储氢材料的储氢容量，提高其在储氢领域的应用性能。
其次，稀土储氢材料具有较低的吸放氢温度。
由于稀土元素的特殊电子结构和
晶体结构，使得稀土储氢材料在吸放氢过程中具有较低的吸放氢温度，这对于储氢材料的实际应用具有重要意义。
较低的吸放氢温度可以降低储氢系统的能耗，提高储氢系统的效率，从而推动储氢技术的发展。
最后，稀土储氢材料具有良好的循环稳定性。
稀土元素与氢气的化学反应是可
逆的，因此稀土储氢材料具有良好的循环稳定性，可以反复进行吸放氢循环，不易发生氢化物的结构破坏和性能衰减，这对于储氢材料的长期稳定运行具有重要意义。
总的来说，稀土储氢材料具有较高的储氢容量、较低的吸放氢温度和良好的循
环稳定性，是储氢材料领域的研究热点之一。
未来，随着人们对清洁能源和可再生能源的需求不断增加，稀土储氢材料的研究和开发将会迎来更广阔的发展空间。
通过不断深入的研究和创新，稀土储氢材料有望成为未来储氢技术的重要支撑，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
稀土储氢材料
1.1 感应电炉的基本电路
4.2（3）坩埚内熔体温度的分布
低温区 中温区
中温区
高温区
低温区
• 4.3 感应熔炼用坩埚
• 坩埚是感应熔炼的重要组成部分，用于 装料冶炼，并起绝热、绝缘和传递能量 的作用。
贮氢材料的功能
稀土储氢材料 的应用领域
军事及民用
稀土储氢材料应用于国民经济中的 冶金、石油化工、光学、磁学、电 子、生物医疗和原子能工业的各大 领域的30 多个行业，但主要应用 领域是高性能充电电池—镍氢电池。
储氢材料的应用
储氢材料的其他应用
氢同位素分离
催化剂
真空绝热管 风能—热能
储能发电
5.展 望： 稀土功能材料已列入我国“十二五”期间
生物质
汽化
副产氢
微生物法
储氢系统
输送系统 氢的利用
化学工业
压缩
冷冻
车辆 冶金工业
加压 氢 精制
氢化物 碳材
船舶 管道
电子工业 航空航天
氢化物箱 燃料电池 有机液
玻璃微球
贮槽
发动机
家庭民用
1.什么是储氢材料
贮氢材料(Hydrogen storage materia在通常条件 下能可逆地大量吸收和放出氢气的特种金属材料
(3)在一密封容器中，金属氢化物所释放出 氢的压力与温度有一定关系，利用这种压 力可做机械功；
(4)金属氢化物在吸收氢过程中还伴随着 电化学性能的变化，可直接产生电能，这 就是电化学功能。
充分利用这化学、机械、热、电 四大功能，可以开发新产品；
同时，吸、放氢多次后，金属氢 化物会自粉碎成细粉，表面性能非常 活泼，用作催化剂很有潜力，这种表 面效应功能也很有开发前途
稀土储氢材料
稀土储氢材料稀土储氢材料，指的是由稀土元素构成的材料，能够作为储氢材料用于储存氢气。
稀土元素是指具有原子序数57～71的元素，在化学反应中具有较活泼的电子结构，因此能够与氢气进行反应，形成稀土氢化物。
稀土储氢材料具有储氢量大、储氢速率快、可充放电性能优良等优点，因此被广泛应用于氢能源、储氢材料等领域。
稀土储氢材料的储氢原理是通过物理吸附和化学吸附两种方式来储存氢气。
物理吸附是指氢气分子通过范德华力与材料表面进行吸附，而化学吸附则是指氢气分子与储氢材料发生化学反应，形成氢化物。
稀土储氢材料通常具有高表面积和丰富的晶格缺陷，这使得材料具有较高的吸附能力和反应活性，从而提高了储氢材料的储氢能力。
稀土储氢材料常见的有镧系、钇系、镨系等稀土元素组成的储氢材料。
这些材料具有较高的储氢容量，可以达到每克材料储存5～7%的氢气。
此外，稀土储氢材料还具有良好的热稳定性和循环稳定性，能够在不同温度和压力下进行多次充放电循环，不会发生材料结构的破坏和活性的下降。
稀土储氢材料的应用主要集中在氢能源和储氢材料领域。
在氢能源方面，稀土储氢材料可以作为氢燃料电池的储氢材料，通过释放储存的氢气来供应电池反应中的氧化还原反应。
在储氢材料方面，稀土储氢材料可以用于制备氢储存罐、氢气输送管道等储氢设备，实现氢气的安全储存和运输。
然而，稀土储氢材料也存在一些问题。
首先，稀土元素资源有限，稀土储氢材料的生产成本较高。
其次，稀土储氢材料在储氢和释放氢气时需要经过一系列的温度和压力变化，这对储氢设备的设计和制造提出了一定的要求。
此外，储氢材料在储氢循环过程中会出现材料的疲劳和结构的退化，影响了储氢材料的使用寿命。
总之，稀土储氢材料具有较高的储氢能力和优良的可充放电性能，被广泛应用于氢能源和储氢材料领域。
随着氢能源技术的不断发展和完善，相信稀土储氢材料会在未来得到更广泛的应用。
6-2稀土贮氢材料
吸氢电极的氢化反应过程步骤：
贮氢材料
❖1.水通过对流或扩散，液相传质到电极的固-液界面：b-液相
本体，s-电极表面
H2Ob 噲垐 ?? H2Os
2.电极表面电子转移：Kc、Ka表示还原和氧化反应的速度常数
H 2Os
e 噲垐Kc垎垐 Ka
H ad
OH
s
3.吸附的氢转化为吸收氢以及OH-的液相传质
封电池内压升高。
28
贮氢材料
作业
❖锂电池原理及几种负极材料？ ❖陈艳，贺艺伟，宋少飞，李井鹏，王志刚，
孙伟，孙秋雨，刘瑞平，袁坤宇，李瑞和， 赵璐，陈英明，申洪涛，张扬，孙凯，杜 强，干胜敏，闫丽萌
3个反应过程：
1.开始吸收小量氢后，形成合氢
1
固溶体（相），合金结构保持 不变，其固溶度[H]M与固溶体平
衡氢压的平方根成正比：
固溶体进一步与氢反应，产
2
生p1H/22 相[H]变M ，生成氢化物相（
相）：
再提高氢压，金属中的氢含
3 量略有增加。
贮氢材料
p1/ 2 H2
[H]M
X-固溶体中 氢平衡浓度 Y-合金氢化 物中氢浓度 一般yx
影响平台压的因素
平台压的高低与合金的晶胞体积大小相关，凡使 晶胞体积增大的因素，均使氢化物的稳定性增加， 平台压降低，反之，使氢化物的稳定性下降，平 台压升高。 合L金a成,均分使：晶胞以体La积N减i5小为，例使。氢以化任物何的元稳素定替性代降A侧低的 ， 平台压升高。因为在所有的吸氢元素中，La原子 半径最大；以金属Mn、Al、Co、Fe、Cr等元素 替代B侧的Ni，均使氢化物的稳定性增加，平台 压降低。因为这样元素的原子半径均大于Ni的原 子半径。
稀土储氢材料的应用现状与发展前景
结论
综上所述，稀土储氢材料作为一种优秀的储能材料，具有广泛的应用前景和 发展潜力。本次演示介绍了稀土储氢材料的基本原理、应用现状以及未来发展的 机遇与挑战。随着科学技术的不断进步和政策支持的不断加强，稀土储氢材料的 研究和应用将进一步拓展和深化。未来，我们需要加强稀土储氢材料的性能研究 和优化，以满足不同领域的需求，并推动其产业化和规模化发展为全球范围内的 能源储存和环保事业作出贡献。
稀土储氢材料的未来发展
1、技术进步带来的发展机遇
随着科学技术的不断进步，稀土储氢材料的研究和应用也将不断深入。未来， 稀土储氢材料将面临以下技术挑战：一是提高储氢密度和安全性；二是优化吸放 氢条件和循环寿命；三是降低制造成本和能耗。针对这些挑战，未来的研究将着 重于开发新型的稀土储氢材料以及优化现有材料的性能。同时，随着3D打印技术 的不断发展，未来的研究还将探索如何利用该技术制造更加复杂和高效的稀土储 氢设备。
稀土储氢材料的应用现状
1、石油和天然气开采
在石油和天然气开采领域，稀土储氢材料的应用主要体现在提高开采效率和 降低成本方面。利用稀土金属或合金在一定条件下吸收天然气中的氢气，形成稳 定的金属氢化物，可以有效地去除天然气中的水分和杂质，提高天然气的纯度和 品质。同时，在需要时，通过加热或降低压力的方式释放氢气，又可以作为能源 来驱动开采设备和生产工艺。
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4、建筑与环保
在建筑与环保领域，稀土储氢材料的应用主要体现在以下几个方面：一是作 为能源供应，为建筑物的供暖和供电提供可持续的能源；二是作为储存介质，储 存太阳能、风能等可再生能源，以备不时之需；三是作为环保材料，用于处理和 储存有害气体，如甲醛、一氧化碳等。例如，利用稀土金属配合物作为环保材料， 可以有效地将室内空气中的有害物质吸收和转化为无害物质。
稀土贮氢材料
2 /( y x)MH y Q
x是固溶体中 的氢平衡浓度 ， y是合金氢 化物中氢的浓 度，一般yx,
反应中所能吸 收和释放氢的 比例，即贮氢 效率=(y-x)/y
？
分解压力-组成等温曲线（P-C-T曲 线）--理想形状
为何会 产生平 台区？
x P ,T1 垐P1 垎 MH x s H M s H 2 g 噲 ,垐 2 T2 2
第二章 稀土贮氢材料
contents
一、贮氢材料概述 二、贮氢材料及其分类
三、贮氢材料的贮氢原理
四、稀土贮氢材料的制备 五、稀土贮氢合金的应用
能源概况
据估计，占世界目前耗能80%的 化石燃料(煤炭、石油、天然气) 的最终可采量相当于33730亿 吨 原煤，而世界能耗正以年5%的 速度增长，预计只够人类使用一 二百年。随着石油、天然气 等优 质能源的逐步枯竭，新能源的开 发利用还没有重大突破，目前世 界正处在被称为“青黄 不接”的 能源低谷时期。
如果按每千克燃料所放出的热量来进行计算 ，氢气为120918KJ，液化气为45367KJ。氢 能不但是一种高效，干净，无毒，无二次污 染的理想能源，而且氢的储量用之不尽，加 上氢能应用广泛、适应性强、可用作燃料电 池发电，也可用于氢能汽车、化学热泵等。 因此，氢能的开发和利用成为世界各国特别 关注的科技领域。
金属与氢的反应
稀土贮氢材料则是众多贮氢材料中的一种， 一般指含有稀土金属元素的合金或金属间化 合物。
反应向右进行，称为氢化反应，属放热反应：反应向左进行， 称释氢反应，属吸热反应。式中的n值．表示吸储氢量的大小。 在氢气的吸储和释放过程中．伴随着热能的生成或吸收，也 伴随着氢压的变化。因此，可利用这种可逆反应．将化学能 (H2) 、热能(反应热)和机械能(平衡氢压)有机地组合起来，构成 具有各种能量形态转换、储存或拖运的载能系统。
稀土储氢材料
1、高容量贮氢器
用高贮氢量的贮氢材料以及高强铝合金贮 罐，从工艺上降低成本，减轻重量，这种高容 量贮氢器可在氢能汽车、氢电动车、氢回收、 氢净化、氢运输等领域得到广泛的应用。
利用贮氢材料吸收氢的特性，可从氯 碱、合成氨的工业废气中回收氢；可方便 而廉价地获取超高纯H2(99.9999％)，实现
氢的净化；还可将难与氢分离的气体，如
个方面。
例如，用于化学蓄热和化学热泵的稀 土贮氢合金可以将工厂的废热等低质热能 回收、升温，从而开辟出了人类有效利用 各种能源的新途径。
利用稀土贮氢材料释放氢气时产生的压 力，可以用作热驱动的动力； 采用稀土贮氢合金可以实现体积小、重 量轻、输出功率大，可用于制动器升降装臵 和温度传感器。
典型的贮氢合金LaNi5是1969年荷兰 菲利浦公司发现的，从而引发了人们对
放电 1 NiOH H 2 Ni (OH ) 2 2 充电
如以贮氢材料作电极材料，则放电时从
贮氢材科中放出氢，充电时则反之，对于
TiCrVNi、TiNi等最高贮氢量可达260cm3/g
的材料、放电量可比镍镉电池高1.8倍，可充
放电1000次以上。这类电池在宇航、手提式
电子计算机、移动电话、电动汽车等行业中
幅度提高，同时使氢净化。这样不用机械压缩
即可制高压氢，所用设备简单，无运转部件， 无噪声，用于此目的贮氢合金称为静态压缩机。
3、热泵
利用贮氢材料的热效应和平台压力的温度
效应，只需用低品位热源如工业废热、太阳能
作能源，即可进行供热、发电、空调和制冷。
过去一股为2段式热泵，1次升温，现发展成3
段式热泵，2次升温，可使65~90℃废热水升温
④ 锆系合金
锆系合金具有吸氢量高，反应速度快， 易活化，无滞后效应等优点。 但是，氢化物生成热大，吸放氢平台压
稀土储氢材料的制备与性能研究
稀土储氢材料的制备与性能研究引言稀土储氢材料是一种具有储氢性能的特殊材料，能够吸收和释放氢气。
稀土元素在储氢领域中具有重要的应用价值，因为其具有较高的氢存储容量和良好的热稳定性。
本文将对稀土储氢材料的制备方法和性能研究进行探讨。
制备方法稀土储氢材料的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法和电化学法等。
以下是一些常用的制备方法：物理法物理法主要包括机械合金化、溅射法和磁搅拌法等。
其中，机械合金化是一种将稀土金属与氢气在高温和高压条件下进行反应的方法，通过球磨仪或振动球磨仪使金属颗粒均匀分布，从而提高储氢性能。
化学法化学法包括气相沉积、溶液法和水热法等。
其中，气相沉积是一种将稀土金属与气体反应生成稀土储氢材料的方法，通过控制反应温度和气氛的组成，可以得到具有不同晶相的稀土储氢材料。
电化学法电化学法主要包括阳极氧化法和电沉积法等。
阳极氧化法是一种通过在稀土金属表面形成氧化物薄膜来改善储氢性能的方法，薄膜可以提高储氢材料的表面活性和储氢容量。
性能研究稀土储氢材料的性能研究主要包括储氢容量、储氢动力学和循环稳定性等方面。
储氢容量储氢容量是评价稀土储氢材料储氢性能的重要指标之一。
稀土储氢材料的高储氢容量意味着可以储存更多的氢气，从而提高氢能源的储存效率。
储氢容量的测定可以通过实验方法或计算方法进行，实验方法主要包括气相吸附法和放氢实验法等。
储氢动力学储氢动力学指稀土储氢材料吸附和释放氢气的速率。
研究储氢动力学可以帮助我们了解稀土储氢材料的吸附和解吸行为，从而优化储氢材料的设计和制备方法。
常用的储氢动力学测试方法包括吸附动力学测试和热解析测试等。
循环稳定性循环稳定性是评价稀土储氢材料的重要指标之一。
稀土储氢材料需要具有较好的循环稳定性，即在多次循环吸附和释放氢气后仍能保持较好的储氢性能。
循环稳定性的研究可以通过多次循环实验来评价。
结论稀土储氢材料的制备方法和性能研究是储氢领域中的重要研究内容。
通过不同的制备方法可以得到具有不同结构的稀土储氢材料，而性能研究则可以帮助我们了解储氢材料的储氢容量、储氢动力学和循环稳定性等方面的性能特点。
稀土储氢材料
稀土储氢材料
稀土储氢材料是一种重要的氢储存材料，其具有高储氢容量、良好的反应动力学性能和可逆性能等特点。
稀土储氢材料的研究和应用对于解决能源危机、减少环境污染具有重要意义。
本文将对稀土储氢材料的特点、研究现状和发展前景进行探讨。
首先，稀土储氢材料具有高储氢容量。
稀土元素具有较多的d电子和f电子，这些电子可以与氢原子形成较强的化学键，因此稀土元素可以吸附更多的氢气。
同时，稀土储氢材料的晶格结构和表面特性也对储氢容量起着重要作用，通过调控晶格结构和表面特性，可以进一步提高稀土储氢材料的储氢容量。
其次，稀土储氢材料具有良好的反应动力学性能。
稀土元素的电子结构和晶格结构决定了其与氢气的吸附和解吸速率，通过合理设计和改性，可以提高稀土储氢材料的反应速率，降低储氢和释氢的温度，提高储氢和释氢的效率。
此外，稀土储氢材料具有良好的可逆性能。
稀土储氢材料可以多次吸附和解吸氢气，而且在多次循环过程中储氢和释氢的性能基本保持稳定，这对于稀土储氢材料的实际应用具有重要意义。
目前，稀土储氢材料的研究已取得了一些进展，但仍面临着一些挑战。
例如，稀土储氢材料的制备工艺需要进一步优化，储氢和释氢的温度和压力条件需要进一步降低，储氢容量和反应动力学性能需要进一步提高。
未来，可以通过多种手段，如合金化、纳米化、表面改性等，来改善稀土储氢材料的性能。
总的来说，稀土储氢材料具有重要的应用前景，其研究和应用对于推动氢能源产业的发展具有重要意义。
希望通过不断的研究和创新，能够进一步提高稀土储氢材料的性能，推动氢能源技术的商业化应用，为人类社会的可持续发展做出贡献。
稀土储氢材料
稀土储氢合金人们很早就发现，稀土金属与氢气反应生成稀，这种氢化物加热到1000℃以上才土氢化物REH2会分解。
而在稀土金属中加入某些第二种金属形成合金后，在较低温度下也可吸放氢气，通常将这种合金称为稀土贮氢合金。
以LaNi5为代表的稀土储氢合金被认为是所有储氢合金中应用性能最好的一类。
•优点：初期氢化容易，反应速度快，吸-放氢性能优良。
20℃时氢分解压仅几个大气压。
•缺点：镧价格高，循环退化严重，易粉化。
稀土贮氢合金常用原材料目前常用的几种A-B型贮氢合金,一般纯度要求在99.9%以上。
常用稀土元素的性质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、A2B 7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.% 1.4 1.4 1.4 2.0 1.6放氢压（温度）/MPa（℃）0.4（50） 3.4（80）无平台0.04 （20）0.06 （60）氢化物生成热/kJ·mol-1H2－30.1－26.4－35.0稀土贮氢材料制备• 1. 感应熔炼法• 2. 机械合金化（MA,MG）法• 3. 还原扩散法• 4. 共沉淀还原法• 5. 置换扩散法• 6. 燃烧合成法LaNi 5型储氢电极合金已于上世纪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LaNi 5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%。
第八章稀土贮氢材料和稀土
3．合金多元化 在研制La—Ni二元系贮氢合金的进展中，为了降低成本，用便宜的混合稀土金属 （Mm）代替高价的金属La已获的成功。另外，为了改变平衡分解压，则又用第 三成分Al、Mn、Fe、Cr、Ca或第四成分Ti、Zr、V等部分取代Ni，制成多元贮氢 合金。由于不同原子的原子半径不同，晶格体积间隙变化，从而可调节平衡氢压。 当MmNi5中的一部分Ni被Al、Mn等大原子所置换，晶格体积增大，可制得氢离解 压低的合金。若混合稀土金属中比La原子半径小的Ce或Nd含量增长时，晶格体 积缩小，贮氢合金的离解压变高。总之，可通过适当的合金多元化处理，能制得 一系列不同用途，不同性能的贮氢合金。
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二、稀土贮氢材料的贮氢原理 1．吸放氢反应： 2–3atm 以LaNi5为例，氢在其中的吸收和释放可用下式表示
其中：LaNi5属CaCu5型（密排）六方结构。 点阵常数a=0.5017nm，C=0.3982nm，晶胞体积V=8.677×10–2nm3。 LaNi5H6也是CaCu5型结构。 点阵常数a=0.5382nm，C=0.4252nm，晶胞体积V=10.67×10–2nm3。体积膨胀 22.9%。 它们都是金属键型氢化物。（黑色粉未）LaNi5吸氢后，H原子处于La原子和Ni原 子（中子衍射）构成的两种四面体间隙和一种八面体间隙中。由于形成氢化物后 体积的显著膨胀，因此反复吸、放氢后，就会逐渐粉化。 该合金在吸氢时的放热和放氢时的吸热特性，是其制造热泵的重要依据。
三）化学合成法 乙醇 第一步：将La3+∶Ni2+=1∶5的氯化物溶液和等体积的10%草酸乙醇溶液，在搅 拌下共沉淀，然后甩干，洗涤、烘干制得草酸镧、镍共沉淀物。
第二步：再将上述沉淀物与氢化钙之比为2.5∶2进行配料，混合装入管式炉，在 氢气保护下缓慢升温到950℃，恒温4h再通入H2冷却。
稀土储氢材料市场分析报告
稀土储氢材料市场分析报告1.引言1.1 概述稀土储氢材料是一种能够吸收氢气并在需要时释放氢气的材料。
它具有在常温和常压下储存大量氢气的特点，是目前研究和应用较为广泛的氢能源储存材料之一。
随着对清洁能源的需求不断增加，稀土储氢材料在氢能源领域的市场潜力日益凸显。
本文将对稀土储氢材料的定义、特点和市场潜力进行深入分析，旨在为相关行业提供市场发展趋势和投资方向的参考。
同时，本文也将对稀土储氢材料的应用领域、市场现状以及未来发展趋势进行全面剖析，为相关企业和投资者提供决策支持。
1.2 文章结构文章结构部分内容如下：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将概述本文要讨论的内容，介绍稀土储氢材料及其市场的重要性，并说明本文的结构和目的。
在正文部分，我们将首先对稀土储氢材料的定义和特点进行分析，然后分析其应用领域，最后探讨稀土储氢材料市场的现状和发展趋势。
在结论部分，我们将总结稀土储氢材料市场的潜力，提出相关的发展建议和展望，最终进行结语。
通过这样的文章结构，我们希望能够全面、深入地分析稀土储氢材料市场，为读者提供有益的信息和见解。
1.3 目的文章的目的是通过对稀土储氢材料市场的分析，深入了解这一领域的发展现状和趋势，为相关利益相关者提供重要的参考和决策依据。
同时，通过对市场潜力和发展趋势的分析，为企业制定发展战略和产品研发提供指导，促进稀土储氢材料行业的健康发展。
同时，也希望通过本报告的撰写和发布，引起更多人对稀土储氢材料的关注，推动行业的发展和创新。
1.4 总结通过对稀土储氢材料市场的分析，我们可以看出稀土储氢材料具有广泛的应用领域和市场潜力。
随着全球对清洁能源和环保材料的需求不断增加，稀土储氢材料市场将迎来更多的发展机遇。
同时，我们也发现稀土储氢材料市场存在一些挑战和问题，需要通过技术创新和政策支持来解决。
在未来的发展中，我们建议稀土储氢材料企业加强技术研发，提高产品的稳定性和储氢性能；积极拓展国内外市场，寻求更多的合作机会；并且密切关注政策和市场变化，及时调整发展战略。
稀土储氢材料技术应用方向及专利趋势
稀土信息 No.1 2024RARE EARTH INFORMATION271 稀土储氢材料概述 能源危机成为人类社会面临的共同问题，对氢能的开发和利用受到了公众的广泛关注。
储氢材料是指能够在适当的温度和压力下可逆地吸收和放出氢的材料。
稀土储氢材料凭借优良的动力学性能和稳定性，以及较高的储氢容量，成为储氢材料研发的关注重点。
目前，稀土储氢材料主要包括镍氢电池负极储氢材料和固态储氢材料两大类。
其中，镍氢电池负极储氢材料作为镍氢电池的关键材料之一，具有储氢能力强、放电性能稳定、寿命长等优点，其性能直接影响电池的循环寿命和性能稳定性。
开发具有更高容量的新型储氢合金是当前的研究重点。
2 固态储氢材料 固态储氢材料可分为两类，第一类是通过吸附作用，如分子筛、活性炭、碳纳米管、新型吸附剂等来吸附储氢，该类吸附材料可以掺杂稀土元素来提高性能；第二类是稀土固态储氢材料通过化学反应可以把氢气变成金属氢化物固体储存起来，储氢体积密度超过到液态氢密度，实现了常温、常压、安全储氢。
利用储氢材料的特性可做成稀土固态储氢装置。
储氢装置具有无机械部件、无噪声、低耗能的优势，用于加氢站和移动加氢站，推动氢能和燃料电池应用。
固态储氢装置就像一个大容量充电宝，可以把光伏、风电等不稳定的可再生能源高密度存储起来，既解决了风光发电波动性强、利用难的问题，也将稀土储氢材料技术应用方向及专利趋势刘思德 匡露 赵丽莎/文包头稀土研究院 横琴国际知识产权交易中心有限公司 图１ 镍氢电池产品图2 固态储氢系统示范装置研 究R E S E A R C H稀土信息 No.1 2024RARE EARTH INFORMATION改变目前过度依赖煤炭、石油等化石能源制氢的现状，助力实现碳达峰碳中和目标。
3 主要技术应用方向及趋势 本文用于分析的专利数据来源于incoPat全球专利数据库，通过不同的关键字和分类号组合进行检索，数据公开（公告）时间截至 2022 年 7 月。