[發(fā)明專利]一種高熵儲氫合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210189221.2
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114672714B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 劉江文;王胤;涂兵
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02;C01B3/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

本發(fā)明公開了一種高熵儲氫合金，分子通式為Ti_aZr_bCr_cMn_dFe_xCo_yV_z；其中16≤a≤28at％，5≤b≤16at％，5≤c≤23at％，16≤d≤30at％，5≤x≤12at％，5≤y≤16at％，5≤z≤8at％，且a+b+c+d+x+y+z＝100。本發(fā)明還公開了上述高熵儲氫合金的制備方法。本發(fā)明的高熵儲氫合金具有高儲氫量、室溫下可逆吸放氫同時滯后較小；同時不含稀土元素，成本低并且使用前無需活化，在新能源等領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及儲氫材料，特別涉及一種高熵儲氫合金及其制備方法。

背景技術

能源是人類社會生產(chǎn)與發(fā)展的重要物質(zhì)基礎，到現(xiàn)在為止，全球的能源主 要是來自于化石能源的燃燒和加工，而與此同時引起的環(huán)境問題也日益嚴重。 因此清潔能源的開發(fā)也就成為了全世界關注的熱點問題。對于氫能、風能以及 太陽能等可再生能源的討論和研究也熱火朝天起來。其中，關于氫的存儲問題 是氫能研究方面的關鍵。

氫氣的存儲主要分為氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。氣態(tài)儲氫主要是通 過高壓氣罐，通過這種方法儲存氫氣，雖然其儲氫密度較高，但是在運輸過程 中有較大的安全隱患。液態(tài)儲氫是通過超低溫的方式將氫氣冷卻成液態(tài)，但是 這種方式耗能較大，僅此過程消耗的能量要占到存儲能量的25-45％左右，同時 還要增加隔熱層，應用受限。由此可見，固態(tài)儲氫是較為合適的方式。在一定 溫度和壓力的條件下，通過儲氫合金將氫吸附到金屬的間隙中形成金屬氫化物， 同時釋放出大量的熱量；而在一定條件下，儲氫合金在吸收熱量的同時又會釋 放出吸收的氫氣。但作為儲氫介質(zhì)，從可應用的前景來看，也需要滿足具有高 且可逆的儲氫容量，吸放氫平臺適中，吸放氫平臺小且滯后較小，合金易于活 化，具有較好的吸放氫動力學，同時資源豐富，成本較低等。

儲氫合金的種類主要有稀土系、鈦鐵系、鋯系、釩系和鎂系。稀土類的儲 氫合金儲氫容量較低并且成本高；鈦鐵系儲氫合金能夠可逆的大量吸放氫，并 且元素資源豐富，但是活化比較困難；鋯系放氫溫度太高；釩系儲氫合金動力 學性能差，放氫壓力低，并且難于活化；鎂系吸放氫動力學較差。

由于以上原因，現(xiàn)有的儲氫合金難以滿足應用要求，也就阻礙了儲氫材料 的進一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術的儲氫材料吸放氫量小、活化性能不好、吸放氫溫度較 高、滯后較大的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高熵儲氫合金，具有高儲氫 量、室溫下可逆吸放氫同時滯后較小；同時不含稀土元素，成本低并且使用前 無需活化。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述高熵儲氫合金的制備方法，制備工藝簡單。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種高熵儲氫合金，分子通式為Ti_aZr_bCr_cMn_dFe_xCo_yV_z；

其中16≤a≤28at％，5≤b≤16at％，5≤c≤23at％，16≤d≤30at％，5≤x≤12at％， 5≤y≤16at％，5≤z≤8at％，且a+b+c+d+x+y+z＝100。

具體的，本發(fā)明的高熵儲氫合金的工作條件為常溫常壓。

優(yōu)選的，18≤a≤24at％，10≤b≤15at％，18≤d≤30at％，5≤x≤8at％，7≤y≤17at％， 5≤z≤7at％。

優(yōu)選的，所述高熵儲氫合金分子通式為Ti₁₈Zr₁₅Cr₁₇Mn₁₈Fe₈Co₁₇V₇。