[发明专利]一种La-Mg-Ni系储氢材料及其制备方法

说明书

一种La‑Mg‑Ni系储氢材料及其制备方法，涉及一种固态储氢装置用La‑Mg‑Ni系储氢材料及其制备方法。其特征在于其储氢材料为通式为La_1‑x‑yA_xMg_yNi_nB_z合金，以(La,Mg)₅Ni₁₉相为主相，且包括(La,Mg)₂Ni₇、LaNi₅相和(La,Mg)Ni₃相中的一种或几种。制备过程采用金属单质或中间合金为原料，通过常规感应熔炼方法制备铸态合金，然后在惰性气氛中进行密封退火处理。本发明的储氢材料，具有由AB₂型亚单元与AB₅型亚单元层叠而成的超晶格结构。其中Mg高于常规电化学应用La‑Mg‑Ni系储氢材料的Mg含量，同时采用可提高材料平台压的稀土系元素替代La元素，两者结合显著提高La‑Mg‑Ni系储氢材料在常温下的平台压至一个大气压以上，满足了固态储氢装置的应用需求。

技术领域

一种La-Mg-Ni系储氢材料及其制备方法，涉及一种固态储氢装置用 La-Mg-Ni系储氢材料及其制备方法。

技术背景技术

稀土储氢材料易活化、吸放氢快、平衡压力适中、滞后小、不易中毒，是理想的储氢介质。传统的AB₅型稀土储氢材料，广泛应用于金属氢化物-镍电池、燃料电池用固态储氢装置、金属氢化物-氢压缩机、氢的储存、净化和回收等方面。虽然AB₅型稀土储氢合金具有良好的吸放氢特性，但是其理论容量较低，目前开发的合金已接近其理论容量。

近年来，添加Mg的AB_3～3.8型La-Mg-Ni系储氢材料理论容量超过400mAh/g，并具有良好的活化特性，成为新的研究热点。

但是目前，La-Mg-Ni系储氢材料的研究主要围绕金属氢化物-镍电池，对稀土储氢合金的另一重要应用燃料电池储供氢方面则研究较少。随着氢能的高速发展，稀土储氢材料因其具有安全性好、对加氢设备要求低等优势，且吸放氢动力学、可逆性、活化性能和抗中毒性能显著优于其他金属氢化物，必将成为氢储运环节中的重要储氢材料，将迎来更广阔的发展空间。

作为电化学应用的AB_3～3.8型La-Mg-Ni系储氢材料其平台压较低，通常在 0.01MPa～0.1MPa之间。但室温下放氢平台在0.1MPa以下的稀土储氢材料，无法应用于固态储氢装置。因此，研究高容量La-Mg-Ni系储氢材料气态储氢方面的应用，将有利于提高固态储氢装置的竞争力，加速固态储氢装置的推广，并促进稀土资源的平衡利用。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种平台压更高，且具有容量高和循环稳定性好的La-Mg-Ni系储氢材料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种La-Mg-Ni系储氢材料，其特征在于其储氢材料为通式为 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为Ce、Y、Sm、Pr、Nd、Gd中的一种或几种，B为Mn、Al、Fe、Si、Sn、 Cu中的一种或几种。

本发明的一种La-Mg-Ni系储氢材料，其特征在于其通式为La_1-x-yA_xMg_yNi_nB_z储氢材料，其中的0.05≤x≤0.3，0.3≤y≤0.4，0≤z≤0.1。