[發明專利]高放氫效率多相貯氫合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910189586.3
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109881075B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 羅龍;李麗榮;李永治;翟亭亭;胡鋒;趙增武
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C14/00;C22C27/02;C22C1/04;H01M4/38
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 高江玲

本發明涉及一種高放氫效率多相貯氫合金及其制備方法和應用，所述貯氫合金由釩鈦基貯氫合金A、鈦鐵基貯氫合金B和富鈦合金C組成，化學式為x wt.％A+y wt.％B+z wt.％C；式中：x、y、z為質量比，且90≤x≤95，0.5≤y≤4.5，3≤z≤5，x+y+z＝100。本發明的高放氫效率多相貯氫合金，解決了釩鈦基固溶體合金有效放氫率低的問題。該貯氫合金屬于釩鈦基固溶體合金，它是由釩鈦基貯氫合金A、鈦鐵基貯氫合金B和富鈦合金C組成，本發明貯氫合金的有效放氫效率高于其他釩鈦基固溶體貯氫合金，而且容易活化、貯氫容量高、成本低、生產方法簡單。

技術領域

本發明屬于貯氫合金技術領域，具體涉及一種高放氫效率多相貯氫合金及其制備方法和應用。

背景技術

在尋找替代能源方案的過程中，因為氫的清潔性和可再生性，使用氫作為能源載體已成為補償化石燃料逐漸消耗和保護環境的一種選擇。氫的存貯是氫氣利用的關鍵問題。釩基合金作為貯氫材料，具有貯氫密度高、抗粉化性能好、常溫常壓下可以吸放氫等優點。

因此，近年來，越來越多的研究人員對釩基或釩基固溶合金進行了研究。為了不斷提高釩合金的性能，研究人員利用元素取代來提高其貯氫性能。Ti和V都是吸氫元素，它們以任何比例都是可互溶的，Ti是有效降低釩基體心立方(BCC)合金平臺壓力而不顯著降低其最大容量的必要元素。因此，目前開發的釩基貯氫合金主要是V-Ti-Mn、V-Ti-Cr、V-Ti-Fe、V-Ti-Ni系列多組分合金。其中V-Ti-Cr系合金具有較高的容量、良好的循環性能和吸放氫動力學，被認為是最有前途的候選材料。然而，釩基固溶體合金在室溫下放氫效率(R＝(C_des/C_tot)×100％；R為放氫效率，C_tot飽和貯氫容量，C_des是放氫至0.01MPa時放出的氫氣量)很低，大約為50％。因此，如何提高釩基貯氫合金的放氫效率成為研究人員必須解決的問題。

發明內容

本發明的一個目的在于提出一種高放氫效率多相貯氫合金。

本發明的一種高放氫效率多相貯氫合金，所述貯氫合金由釩鈦基貯氫合金A、鈦鐵基貯氫合金B和富鈦合金C組成，化學式為x wt.％A+y wt.％B+z wt.％C；式中：x、y、z為質量比，且90≤x≤95，0.5≤y≤4.5，3≤z≤5，x+y+z＝100。

本發明的高放氫效率多相貯氫合金，解決了釩鈦基固溶體合金有效放氫率低的問題。該貯氫合金屬于釩鈦基固溶體合金，它是由釩鈦基貯氫合金A、鈦鐵基貯氫合金B和富鈦合金C組成，本發明貯氫合金的有效放氫效率高于其他釩鈦基固溶體貯氫合金，而且容易活化、貯氫容量高、成本低、生產方法簡單。

本發明的高放氫效率多相貯氫合金，其有益效果是：

1)本發明所述的高放氫效率多相貯氫合金是利用了鈦鐵基貯氫合金的高放氫平臺壓力、富鈦合金對放氫過程的催化作用以及多相之間的協同效應，從而提高釩鈦基貯氫合金放氫效率。

2)本發明高放氫效率多相貯氫合金是在釩鈦基固溶體貯氫合金中加入少量的鈦鐵基貯氫合金和富鈦合金，沒有改變合金的主相，所以基本不會影響總的貯氫容量。

3)本發明的高放氫效率多相貯氫合金容易活化、貯氫容量高、成本低、生產方法簡單，適合于貯氫罐，氫氣凈化。

另外，本發明上述的高放氫效率多相貯氫合金，還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，所述釩鈦基貯氫合金A的化學式組成為V_60-aTi_aCr_40-bFe_b，式中：a、b為原子比，且1≤a≤10，5≤b≤20。