[发明专利]一种储氢合金及其制备方法

说明书

本发明提供一种储氢合金及其制备方法，所述储氢合金。所述储氢合金的原料组成包括Ti、Cr、Mo和M；所述M为Ce和/或Ca；以摩尔份数计，所述储氢合金的组成包括：Ti 3.5‑5份；Cr 4.5‑6份；Mo 0.7‑1.3份；M 0.1‑0.5份。配方量原料经混合、压片和熔炼后，得到铸态合金；(2)步骤(1)所得铸态合金经退火、淬火和后处理，得到所述储氢合金；步骤(2)所述退火的温度为1350‑1450℃。对原料组分进行优化设计，M为易氢化金属，能显著提升储氢合金的活化性能；通过熔炼、退火等方法对配方量原料进行物相调控，提高储氢合金的容量，优化其循环性能，制备方法简单、成本低。

技术领域

本发明属于合金技术制备领域。涉及一种合金及其制备方法，尤其涉及一种储氢合金及其制备方法。

背景技术

随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，氢能作为一种理想的新的含能体能源，被视为最具发展潜力的清洁能源之一，氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态，具有广阔的应用前景。但由于氢在一般条件下是以气态形式存在的，而且易燃、易爆，这就为其储存和运输带来了很大的困难。因此，如何妥善解决氢的储存和运输问题也就成为了开发氢能的关键。

储氢合金作为一种新型合金是目前研究的热点，氢气在一定条件下进入储氢合金，与合金产生化学作用生成金属氢化物，达到储存氢气和运输的目的；在使用氢气时，可以加热金属氢化物使其进行逆反应，从而释放出氢气；储氢合金其循环寿命性能优异，可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆和其它高功率应用等。目前储氢合金主要包括钛系、锆系、铁系及稀土系储氢合金。

CN101532102A公开了一种稀土系储氢合金，所述稀土系储氢合金的化学式具有如下通式：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为混合稀土。该技术方案利用Cu，Cr，Zn，Fe，Sn替代稀土系储氢合金中的Co元素，可以明显的提高储氢合金的循环稳定性，并且与商用储氢合金MlNi_3.55Co_0.75Mn_0.4Al_0.3相比，降低了储氢合金中Co含量60％以上，大大降低了生产的成本，但所得稀土系合金的容量小无法满足高容量的需求，且在吸放氢循环过程中存在晶胞体积膨胀大的问题。

CN102443730A公开了一种储氢合金，所述储氢合金是高熵合金并具有Co_uFe_vMn_wTi_xV_yZr_z的分子式通式，此储氢合金为一种无稀土元素的合金材料，具有单一C14Laves相的结构，且结构稳定，可在常温常压的工作环境下，具有高的吸氢和放氢的能力，及室温下氢的储存量，该技术方案提供的储氢合金可以广泛应用于氢储存、热储存、热泵浦、氢纯化和同位素分离，以及在二次电池和燃料电池等领域中进行使用，且不会产生对地球产生危害的污染气体，是一极具发展潜力的绿色环保能源。钛锆系储氢合金中的Laves相具有储氢容量高，循环寿命长等优点，但也存在活化困难、价格贵等难以克服的缺点。