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[發明專利]一種適用于高壓-金屬氫化物儲氫的儲氫合金及其制備方法在審

專利信息
申請號: 201710400571.8 申請日: 2017-05-31
公開(公告)號: CN108977715A 公開(公告)日: 2018-12-11
發明(設計)人: 徐麗;盛鵬;劉海鎮;王博;劉雙宇;趙廣耀;馬光;陳新;韓鈺;李吉剛;李星國 申請(專利權)人: 全球能源互聯網研究院;國網山東省電力公司;國家電網公司
主分類號: C22C30/00 分類號: C22C30/00;C22C27/06;C22C1/02
代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271 代理人: 徐國文
地址: 102209 北京市昌平*** 國省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關鍵詞: 儲氫合金 金屬氫化物儲氫 制備 合金 儲氫容量 放氫 活化
【說明書】:

發明提供了一種適用于高壓?金屬氫化物儲氫的儲氫合金及其制備方法,該合金如(TiZrx)yCrzFeuMn(2?z?u)式所示,其中,0.05≤x≤0.15,1.05≤y≤1.15,1≤z≤1.4,0.2≤u≤0.6,其結構為C14型Laves相結構。該類儲氫合金在298K條件下的放氫坪臺壓在1?25MPa之間,最大儲氫容量可達到1.85%,合金非常容易活化。

技術領域

本發明涉及一種合金,具體涉及一種適用于風電、太陽能等新能源余能存儲的高壓-金屬氫化物復合儲氫的儲氫合金。

背景技術

風能是一種可再生的能源,目前對于風能的利用存在著巨大的浪費。風電并網主要有以下三方面的問題亟待解決,第一,風力發電過程中,電壓、頻率及相位有劇烈的波動性,導致電力并網容量不能超過總量的10%;第二,風電發電距離用電區域較遠;第三,風電的波峰波谷反調峰特性,在用電低谷時,發電處于波峰狀態,這就需要將多余的發電量儲存起來,同時由于風電的波動性,通過儲能技術改善風電的輸出特性,使得電力平穩,能夠順利并網。

氫氣是一種清潔能源,也是一種良好的能量載體。氫儲能技術使用風電來電解水,得到氫氣和氧氣儲存起來,通過燃燒氫氣或燃料電池發電輸出穩定的電能,平穩的進入電網,具有儲存時間長、反應時間快,沒有污染等優勢。

氫氣的儲存方式是氫儲能技術中的關鍵,儲氫技術主要有物理儲氫和化學儲氫2大類,常用的方式包括高壓儲氫、液態儲氫、活性碳吸附、金屬氫化物儲氫、有機液體儲氫和無機化合物儲氫。其中高壓儲氫尤其是超高壓儲氫對儲氫罐的要求高,且需要消耗大量的壓縮功,而且存在泄露的危險,對液氫制備的要求非常嚴格,液化成本高。金屬氫化物儲氫包括兩種,一種是低壓-金屬氫化物復合儲氫,存儲的氫氣難以放出,放氫速度慢;一種是高壓-金屬氫化物復合儲氫,具有較高的儲氫重量密度,且在常溫下很容易釋放氫氣。

現有的不同系列的儲氫合金中,TiFe合金制造成本較低,但其儲氫量低,且難活化,容易中毒,而TiCr2合金具有較高的吸放氫坪臺壓,通過添加不同的元素,合理的設計成分能夠得到不同坪臺壓的合金,以便適應不同場合的要求。

發明內容

為了解決現有TiFe儲氫合金儲氫量低、難以活化的問題,本發明提供了一種適用于高壓-金屬氫化物儲氫的儲氫合金,該合金容易活化,儲氫量高。

實現本發明目的的技術方案如下:

一種適用于高壓-金屬氫化物儲氫的儲氫合金,所述儲氫合金如(TiZrx)yCrzFeuMn(2-z-u)所示:

其中0.05≤x≤0.15,1.05≤y≤1.15,1≤z≤1.6,0.2≤u≤0.6,z+u≤2。

優選的,0.05≤x≤0.15,1.08≤y≤1.15,1≤z≤1.6,0.2≤u≤0.6。

優選的,0.08≤x≤0.12,1.08≤y≤1.15,1≤z≤1.3,0.4≤u≤0.6。

優選的,0.08≤x≤0.12、1.08≤y≤1.12、1.2≤z≤1.3、0.45≤u≤0.55。

一種如權利要求1所述合金的制備方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟:

(1)將按化學式的比例準備的金屬Ti、Zr、Cr、Fe和過量的Mn在Ar氣氛下進行熔煉共翻面4次;

(2)取出稱量質量,若質量多于標準量,再進行熔煉,翻面1次;

(3)熔煉后的合金進行機械打磨破碎至粒徑5~100μm。

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