[發明專利]一種儲氫合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202310215637.1
• 申請日: 2023-03-08
• 公開（公告）號: CN116162836A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 陳慶軍;胡華舟;肖厚群;黎杰;馬傳明
• 申請（專利權）人: 中國科學院江西稀土研究院
• 主分類號: C22C27/06
• 分類號: C22C27/06;C22C30/00;C22C1/02;C22F1/11;C22F1/02;C01B3/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

本發明提供一種儲氫合金及其制備方法，所述儲氫合金。所述儲氫合金的原料組成包括Ti、Cr、Mo和M；所述M為Ce和/或Ca；以摩爾份數計，所述儲氫合金的組成包括：Ti?3.5?5份；Cr?4.5?6份；Mo?0.7?1.3份；M?0.1?0.5份。配方量原料經混合、壓片和熔煉后，得到鑄態合金；(2)步驟(1)所得鑄態合金經退火、淬火和后處理，得到所述儲氫合金；步驟(2)所述退火的溫度為1350?1450℃。對原料組分進行優化設計，M為易氫化金屬，能顯著提升儲氫合金的活化性能；通過熔煉、退火等方法對配方量原料進行物相調控，提高儲氫合金的容量，優化其循環性能，制備方法簡單、成本低。

技術領域

本發明屬于合金技術制備領域。涉及一種合金及其制備方法，尤其涉及一種儲氫合金及其制備方法。

背景技術

隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，氫能作為一種理想的新的含能體能源，被視為最具發展潛力的清潔能源之一，氫位于元素周期表之首，原子序數為1，常溫常壓下為氣態，超低溫高壓下為液態，具有廣闊的應用前景。但由于氫在一般條件下是以氣態形式存在的，而且易燃、易爆，這就為其儲存和運輸帶來了很大的困難。因此，如何妥善解決氫的儲存和運輸問題也就成為了開發氫能的關鍵。

儲氫合金作為一種新型合金是目前研究的熱點，氫氣在一定條件下進入儲氫合金，與合金產生化學作用生成金屬氫化物，達到儲存氫氣和運輸的目的；在使用氫氣時，可以加熱金屬氫化物使其進行逆反應，從而釋放出氫氣；儲氫合金其循環壽命性能優異，可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛和其它高功率應用等。目前儲氫合金主要包括鈦系、鋯系、鐵系及稀土系儲氫合金。

CN101532102A公開了一種稀土系儲氫合金，所述稀土系儲氫合金的化學式具有如下通式：M_l1-xDy_x(Ni_aCo_bAl_cMn_dCu_eFe_fSn_gCr_hZn_i)，其中0＜x＜0.3，2＜a＜4，0＜b＜0.3，0.2＜c＜0.4，0.2＜d＜0.5，0＜e＜0.2，0＜f＜0.25，0＜g＜0.22，0≤h＜0.18，0＜i＜0.28，M_l為混合稀土。該技術方案利用Cu，Cr，Zn，Fe，Sn替代稀土系儲氫合金中的Co元素，可以明顯的提高儲氫合金的循環穩定性，并且與商用儲氫合金MlNi_3.55Co_0.75Mn_0.4Al_0.3相比，降低了儲氫合金中Co含量60％以上，大大降低了生產的成本，但所得稀土系合金的容量小無法滿足高容量的需求，且在吸放氫循環過程中存在晶胞體積膨脹大的問題。

CN102443730A公開了一種儲氫合金，所述儲氫合金是高熵合金并具有Co_uFe_vMn_wTi_xV_yZr_z的分子式通式，此儲氫合金為一種無稀土元素的合金材料，具有單一C14Laves相的結構，且結構穩定，可在常溫常壓的工作環境下，具有高的吸氫和放氫的能力，及室溫下氫的儲存量，該技術方案提供的儲氫合金可以廣泛應用于氫儲存、熱儲存、熱泵浦、氫純化和同位素分離，以及在二次電池和燃料電池等領域中進行使用，且不會產生對地球產生危害的污染氣體，是一極具發展潛力的綠色環保能源。鈦鋯系儲氫合金中的Laves相具有儲氫容量高，循環壽命長等優點，但也存在活化困難、價格貴等難以克服的缺點。