[發明專利]一種La-Mg-Ni系儲氫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010428266.1
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111636012B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 苑慧萍;郭淼;劉彧儒;蔣利軍;郝雷;王樹茂;李志念;葉建華
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22F1/10;C22F1/02;C01B3/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 范威

一種La?Mg?Ni系儲氫材料及其制備方法，涉及一種固態儲氫裝置用La?Mg?Ni系儲氫材料及其制備方法。其特征在于其儲氫材料為通式為La_1?x?yA_xMg_yNi_nB_z合金，以(La,Mg)₅Ni₁₉相為主相，且包括(La,Mg)₂Ni₇、LaNi₅相和(La,Mg)Ni₃相中的一種或幾種。制備過程采用金屬單質或中間合金為原料，通過常規感應熔煉方法制備鑄態合金，然后在惰性氣氛中進行密封退火處理。本發明的儲氫材料，具有由AB₂型亞單元與AB₅型亞單元層疊而成的超晶格結構。其中Mg高于常規電化學應用La?Mg?Ni系儲氫材料的Mg含量，同時采用可提高材料平臺壓的稀土系元素替代La元素，兩者結合顯著提高La?Mg?Ni系儲氫材料在常溫下的平臺壓至一個大氣壓以上，滿足了固態儲氫裝置的應用需求。

技術領域

一種La-Mg-Ni系儲氫材料及其制備方法，涉及一種固態儲氫裝置用 La-Mg-Ni系儲氫材料及其制備方法。

技術背景技術

稀土儲氫材料易活化、吸放氫快、平衡壓力適中、滯后小、不易中毒，是理想的儲氫介質。傳統的AB₅型稀土儲氫材料，廣泛應用于金屬氫化物-鎳電池、燃料電池用固態儲氫裝置、金屬氫化物-氫壓縮機、氫的儲存、凈化和回收等方面。雖然AB₅型稀土儲氫合金具有良好的吸放氫特性，但是其理論容量較低，目前開發的合金已接近其理論容量。

近年來，添加Mg的AB_3～3.8型La-Mg-Ni系儲氫材料理論容量超過400mAh/g，并具有良好的活化特性，成為新的研究熱點。

但是目前，La-Mg-Ni系儲氫材料的研究主要圍繞金屬氫化物-鎳電池，對稀土儲氫合金的另一重要應用燃料電池儲供氫方面則研究較少。隨著氫能的高速發展，稀土儲氫材料因其具有安全性好、對加氫設備要求低等優勢，且吸放氫動力學、可逆性、活化性能和抗中毒性能顯著優于其他金屬氫化物，必將成為氫儲運環節中的重要儲氫材料，將迎來更廣闊的發展空間。

作為電化學應用的AB_3～3.8型La-Mg-Ni系儲氫材料其平臺壓較低，通常在 0.01MPa～0.1MPa之間。但室溫下放氫平臺在0.1MPa以下的稀土儲氫材料，無法應用于固態儲氫裝置。因此，研究高容量La-Mg-Ni系儲氫材料氣態儲氫方面的應用，將有利于提高固態儲氫裝置的競爭力，加速固態儲氫裝置的推廣，并促進稀土資源的平衡利用。

發明內容

本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種平臺壓更高，且具有容量高和循環穩定性好的La-Mg-Ni系儲氫材料及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種La-Mg-Ni系儲氫材料，其特征在于其儲氫材料為通式為 La_1-x-yA_xMg_yNi_nB_z合金，其中0.02＜x≤0.5、0.25＜y≤0.4、0≤z≤0.2、3.35≤n≤3.65， A為Ce、Y、Sm、Pr、Nd、Gd中的一種或幾種，B為Mn、Al、Fe、Si、Sn、 Cu中的一種或幾種。

本發明的一種La-Mg-Ni系儲氫材料，其特征在于其通式為La_1-x-yA_xMg_yNi_nB_z儲氫材料，其中的0.05≤x≤0.3，0.3≤y≤0.4，0≤z≤0.1。