[發明專利]一種稀土-鎂-過渡金屬基儲氫合金及其制備方法

無效

• 申請號: 200910074520.6
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101597711A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 韓樹民;扈琳;李媛;楊誠
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C30/02;C22C30/04;C22C28/00;C22C1/03;C21D1/26;C21D1/74;C22F1/00
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技術領域

本發明涉及儲氫材料領域，特別提供了一種儲氫溫度適中和儲氫量大的稀土-鎂-過渡金屬基儲氫合金的制備方法。

背景技術

隨著環境惡化和能源的匱乏，發展環境友好型能源已成為各國研究的焦點。目前，由于氫具有高的能量密度和環境友好性而成為最有吸引力的能源形式之一。但是，如何實現氫的安全高效儲存和運輸是目前解決氫能實際應用的關鍵之一。為此，人們研究和開發了各種不同類型的儲氫材料。金屬及合金氫化物體系作為氫優良的儲存和運輸材料已得到了快速發展。其中，含有鎂和稀土為基礎原料的各類稀土-鎂基儲氫合金材料由于具有密度低、儲氫容量大和成本低得優點而受到廣泛關注。但是，這類合金普遍存在的問題是，當金屬鎂含量較高時，合金的吸放氫溫較高，一般高于300℃，且吸放氫速度慢和循環壽命差；而當金屬鎂含量較低時，合金的儲氫量則較低，一般低于3wt.％。因此，尋找和開發具有新型儲氫結構和組成的稀土-鎂基儲氫合金材料已成為儲氫材料領域研究的一個具有重要意義的實際課題。

中國發明專利申請號03149652.0號公開了一種機械合金化方法制備的組成為La2-xMxMg17的儲氫材料，其中M選自Cu、Al、Ni、Fe、Co、Mn、V、Cr、Zn和Sn等，0＜x＜2。

中國發明專利申請號200410012968.2公開了一種RexMgyNi4-xAx儲氫合金及非晶的制備方法，Re＝Ca、La、Ce、Pr、Nd、Y、混合稀土，A＝Ti、Co、V、Zr、Nb、Mn、Mo、Cu、Al、Fe，其中0≤x≤2；0≤y≤2；0≤z≤1。

中國專利申請號01145250.1和中國專利申請號01131897.X公開了一種新型稀土系儲氫電極的制備方法和淬火處理方法，其中分子式為Al-yByCx，式中0.01≤y≤0.8，2.0≤x≤4.0，其中A為La、富La混合稀土Ml、Ce、富Ce混合稀土Mm、Pr、Nd中的一種、兩種或兩種以上成分，B為Mg、Ca、Be、Sr、Ba中的一種、兩種或兩種以上成分，C為Mn、Fe、Mo、Co、Al等元素中的一種、兩種或兩種以上成分。

中國專利號200510033055.3公開了一種REMg3型儲氫合金及其制備方法，該合金的分子式為RE1.2-xMg3Niy，其中RE為混合稀土，0≤x≤0.4，0≤y≤1。

上述文獻中述及的稀土-鎂-鎳基儲氫合金存在的主要有問題有：

(1)合金La2-xMxMg17中由于鎂含量太高和缺少催化活性高的合金元素或第二相，從而存在吸放氫溫度高和循環壽命差等缺點。另外，采用機械球磨的方法制備合金材料存在工藝復雜和不易工業化的困難。

(2)合金RexMgyNi4-xAx中含有Co、Mo等價格高元素，合金成本高。并且存在V、Zr等環境污染的元素。

(3)合金Al-yByCx合金中不含有催化活性高的元素，吸放氫困難。

(4)RE1.2-xMg3Niy合金為單一結構的LaMg3型合金，由于Mg含量較高，存在吸放氫溫度較高和壽命差的問題。

(5)鎂在合金制備中極易于揮發損失，但是上述專利的實施例中均未給出熔煉中有效控制鎂損失的有效方法和實際制得樣品的測試組成偏差，存在實際組成遠遠偏離合金設計組成和實際組成不穩定的問題。

發明內容

本發明涉及儲氫材料領域，特別提供了一種儲氫量大和吸溫度適中的稀土-鎂-過渡金屬基儲氫合金的制備方法。

本發明提供了一種在較低溫度下具有較高儲氫量的稀土-鎂-過渡金屬基儲氫合金的制備方法，其特征在于：該合金的組成為REMgxMy，RE為La、Ce、Pr、Nd中的一種或一種以上元素，M為過渡金屬中的Cu、Ni、Mn、Fe、Zn中的一種或一種以上元素，并且1≤x≤2，1≤y≤3。