第四章貯氫合金氫－二十一世紀的綠色能源第四章貯氫合金氫－二十一世紀的綠色能源能源危機與環境問題化石能源的有限性與人類需求的無限性－石油、煤炭等主要能源將在未來數十年至數百年內枯竭?。。。萍既請?，2004年2月25日，第二版）化石能源的使用正在給地球造成巨大的生態災難－溫室效應、酸雨等嚴重威脅地球動植物的生存?。。∪祟惖某雎泛卧冢浚履茉囱芯縿菰诒匦校。?！能源危機與環境問題化石能源的有限性與人類需求的無限性－石油、氫能開發，大勢所趨氫是自然界中最普遍的元素，資源無窮無盡－不存在枯竭問題氫的熱值高，燃燒產物是水－零排放，無污染

，可循環利用氫能的利用途徑多－燃燒放熱或電化學發電氫的儲運方式多－氣體、液體、固體或化合物氫能開發，大勢所趨氫是自然界中最普遍的元素，資源無窮無盡－不實現氫能經濟的關鍵技術廉價而又高效的制氫技術安全高效的儲氫技術－開發新型高效的儲氫材料和安全的儲氫技術是當務之急車用氫氣存儲系統目標：IEA:質量儲氫容量>5%;體積容量>50kg(H2)/m3DOE:>6.5%,

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62kg(H2)/m3實現氫能經濟的關鍵技術廉價而又高效的制氫技術不同儲氫方式的比較氣態儲氫：能量密度低不太安全液化儲氫：能耗高對儲罐絕熱性能要求高不同儲氫方式的比較氣態儲氫：固態儲氫的優勢：體積儲氫容量高無需高壓及隔熱容器安全性好，無爆炸危險可得到高純氫，提高氫的附加值固態儲氫的優勢：體積比較體積比較氫含量比較氫含量比較金屬氫化物配位氫化物納米材料儲氫材料技術現狀金屬氫化物儲氫材料技術現狀反應可逆氫以原子形式儲存，固態儲氫，安全可靠較高的儲氫體積密度金屬氫化物儲氫Abs.Des.M+x/2H2MHx+?H目前研制成功的：稀土鑭鎳系鈦鐵系鎂系鈦/鋯系反應可逆金屬氫化物儲氫Abs.Des.M+x/2H2MH配位氫化物儲氫堿金屬（Li、Na、K）或堿土金屬（Mg、Ca）與第三主族元素(B、Al)形成儲氫容量高再氫化難(LiAlH4在TiCl3、TiCl4等催化下180℃，8MPa氫壓下獲得5％的可逆儲放氫容量)配位氫化物儲氫堿金屬（Li、Na、K）或堿土金屬（Mg、Ca金屬配位氫化物的的主要性能金屬配位氫化物的的主要性能碳納米管（CNTs）1991年日本NEC公司Iijima教授發現CNTs碳納米管（CNTs）1991年日本NEC公司Iijima教授納米碳管儲氫-美學者Dillon1997首開先河

單壁納米碳管束TEM照片多壁納米碳管TEM照片納米碳管儲氫-美學者Dillon1997首開先河

單壁納米碳納米碳管吸附儲氫：HydrogenstoragecapacitiesofCNTsandLaNi5forcomparison(datadeterninedbyIMR，RT，10MPa)納米碳管吸附儲氫：Hydrogenstoragecapa多壁納米碳管電極循環充放電曲線，經過100充放電后

保持最大容量的70％單壁納米碳管循環充放電曲線，經過100充放電后保持最大容量的80％多壁納米碳管電極循環充放電曲線，經過100充放電后

保持最納米材料儲氫存在的問題：世界范圍內所測儲氫量相差太大：0.01（wt）%-67（wt）%,如何準確測定？儲氫機理如何納米材料儲氫存在的問題：世界范圍內所測儲氫量相差太大：0.0第一節金屬的貯氫原理

金屬的貯氫原理金屬氫化物的結構第二節貯氫合金材料鎂系貯氫合金稀土系貯氫合金鈦系貯氫合金第一節金屬的貯氫原理第二節貯氫合金材料第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金第三節貯氫合金的應用

作為貯運氫氣的容器氫能汽車、電池上的應用分離、回收氫制取高純度氫氣氫氣靜壓機基本要求：掌握合金貯氫的原理；掌握貯氫材料的要求。了解幾種貯氫材料、特點及應用。第一節金屬的貯氫原理貯氫合金第三節貯氫合金的應用基本第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金一、金屬的貯氫原理氫的存貯方式物理方式貯氫：如采用壓縮、冷凍、吸附等方式；金屬氫化物貯氫：氫化物具有優異的吸放氫性能外，還兼顧了很多其它功能。在一定溫度和壓力下，許多金屬、合金和金屬間化合物（Me）與氣態H2可逆反應生成金屬固溶體MHx和氫化物MHy。反應分三步進行：第一節金屬的貯氫原理貯氫合金一、金屬的貯氫原理氫的存貯方先吸收少量氫，形成含氫固溶體（α相）。其固溶度[H]M與固溶體平衡氫壓的平方根成正比：第一步：第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金先吸收少量氫，形成含氫固溶體（α相）。其固溶度[H]M與固溶固溶體進一步與氫反應，產生相變，形成氫化物相（β相）：式中：x為固溶體中的氫平衡濃度，y是合金氫化物中氫的濃度，一般y≥x。第二步：第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金再提高氫壓，金屬中的氫含量略有增加。第三步：固溶體進一步與氫反應，產生相變，形成氫化物相（β相）：式中：金屬與氫的反應是一個可逆過程。正向反應吸氫、放熱，逆向反應釋氫、吸熱。改變溫度和壓力條件可使反應按正向、逆向反復進行，實現材料的稀釋氫功能。第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金氫在金屬中的吸收和釋放，取決于金屬和氫的相平衡關系，影響相平衡的因素為溫度、壓力和組成。（也就是金屬吸氫生成金屬氫化物還是金屬氫化物分解釋放氫，受溫度、壓力和合金成分的控制）金屬與氫的反應是一個可逆過程。第一節金屬的貯氫原理貯氫合第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金圖4-1M-H系統平衡壓相圖第一節金屬的貯氫原理貯氫合金圖4-1M-H系統平衡壓相第四章貯氫合金ppt課件

p-c-T曲線是衡量貯氫材料熱力學性能的重要特性曲線。通過該圖可以了解金屬氫化物中能含多少氫(％)和任一溫度下的分解壓力值。p-c-T曲線的平臺壓力、平臺寬度與傾斜度、平臺起始濃度和滯后效應，既是常規鑒定貯氫合金的吸放氫性能主要指標，又是探索新的貯氫合金的依據。第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金p-c-T曲線是衡量貯氫材料熱力學性能的重要特性曲線。通過第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金在吸收和釋放氫過程中有金屬-氫系的平衡壓力不相等的滯后現象。產生滯后效應的原因，目的還不太清楚，但一般認為，它與合金氫化過程中金屬晶格膨脹引起的晶格間應力有關。滯后程度的大小因金屬和合金而異，如MmNi5（Mm是混合稀土）和TiFe系氫化物的滯后程度較大。在熱泵等金屬氫化物的利用系統中，滯后效應嚴重影響其使用性能。滯后應越小越好

第一節金屬的貯氫原理貯氫合金在吸收和釋放氫過程中有金屬-第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金合金的吸氫反應機理第一節金屬的貯氫原理貯氫合金合金的吸氫反應機理第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金氫與金屬或合金的基礎反應：（1）H2傳質；（2）化學吸附氫的解離，H2＝2Had；（3）表面遷移；（4）吸附的氫轉化為吸收氫，Had＝Habs；（5）氫在相的稀固態溶液中擴散；（6）相轉變為相，Habs()＝Habs()；（7）氫在氫化物（）中擴散。第一節金屬的貯氫原理貯氫合金氫與金屬或合金的基礎反應：第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金元素周期表中，除He、Ne、Ar等稀有氣體外，幾乎所有的元素均能與氫反應生成氫化物或含氫化合物。氫與堿金屬、堿土金屬反應，一般形成離子型氫化物，氫以H-離子形式與金屬結合的比較牢固。氫化物為白色晶體，生成熱大，十分穩定，不易于氫的儲存。大多數過渡金屬與氫反應，則形成不同類型的金屬氫化物，氫表現為H-與H＋之間的中間特性，氫與這些金屬的結合力比較若，加熱時氫就能從這些金屬中放出，而且這些金屬氫化物的儲量大，但單獨使用一種金屬形成氫化物生成熱較大，氫的離解壓低，貯氫不理想。第一節金屬的貯氫原理貯氫合金元素周期表中，除He、Ne、絕大多數能形成單質氫化物的金屬由于生成熱太大（絕對值）不適于作為儲氫材料。通常要求儲氫合金的生成熱為（-29.26~-45.98）kJ/molH2。為了獲得合適的氫化物分解壓與生成熱，必是由一種或多種放熱型金屬（Ti、Zr、Ce、Ta、V等）和一種或多種吸熱型金屬（Fe、Ni、Cu、Cr、Mu等）組成的金屬間化合物，如LaNi5和TiFe。適當調整金屬間化合物成分，使這兩類組分相互配合，可使合金的氫比物具有適當的生成熱和氫分解壓。其中有的過渡金屬元素對氫化反應時氫分子分解為氫原子的過程起著重要的催化作用。第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金絕大多數能形成單質氫化物的金屬由于生成熱太大（絕對值）不適于第四章貯氫合金ppt課件第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金二、金屬氫化物的結構4-2面心立方與體心立方中的八面體與四面體結構第一節金屬的貯氫原理貯氫合金二、金屬氫化物的結構4-

HydrogenonTetrahedralSites

HydrogenonOctahedralSites第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金HydrogenonTetrahedralSites第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金4-3LaNi5H4

的晶體結構第一節金屬的貯氫原理貯氫合金4-3LaNi5H4的晶第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金三、影響貯氫材料吸儲能力的因素1、活化處理制造貯氫材料時，考慮到表面被氧化物覆蓋及吸附著水及氣體等會影響氫化反應，因此應先對材料進行表面活化處理?；罨幚砜梢圆捎眉訜峤鈮好摎猓透邏杭託涮幚怼?、耐久性和中毒當向貯氫材料供給新的氫時，每次都會帶入氧、水分等不純物，這些不純物在合金或氫化物離子表面聚集，并形成氧化物等，從而導致吸儲能力的下降，這種現象稱為“表面中毒”第一節金屬的貯氫原理貯氫合金三、影響貯氫材料吸儲能力的因第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金3、貯氫材料的導熱性當貯氫材料在反復吸儲和釋放氫的過程中，形成厚度為5～25m的微粉層，其平均有效導熱系數為0.5W/(m·K)，導熱性能很差。4、粉末化貯氫材料在吸儲和釋放氫的過程中，它會反復膨脹和收縮，從而導致出現粉末現象。這一現象會使裝置內的充填密度增高、傳熱效率降低、裝置局部地方會產生應力；同時形成微分還會隨氫氣流動，造成閥門和管道阻塞。5、滯后現象與坪域第一節金屬的貯氫原理貯氫合金3、貯氫材料的導熱性當貯氫材四、實用貯氫金屬氫化物的特征1、容易活化，貯氫量大、能量密度高；2、吸氫和放氫速度快，氫擴散速度大，可逆性好；3、氫化物生成熱?。?、有較平坦和較寬的平衡平臺壓區，分解壓適中，滯后??；5、有效導熱率大，電催化活性高；6、化學穩定性好；7、在貯存與運輸過程中性能可靠；8、原料來源廣，成本低廉。第一節金屬的貯氫原理

貯氫合金

四、實用貯氫金屬氫化物的特征1、容易活化，貯氫量大、能量密度第二節貯氫合金材料

貯氫合金貯氫合金的分類（按化合物的類型）AB5型稀土類及鈣系貯氫合金AB2型Laves相貯氫合金AB型鈦系貯氫合金A2B型鎂系貯氫合金第二節貯氫合金材料貯氫合金貯氫合金的分類AB5型稀土類及貯氫合金的分類（按合金系統）第二節貯氫合金材料

貯氫合金鎂系貯氫合金稀土貯氫合金鈦系貯氫合金鋯系貯氫合金鈣系貯氫合金貯氫合金的分類第二節貯氫合金材料貯氫合金鎂系貯氫合金稀土第二節貯氫合金材料

貯氫合金一、稀土類及鈣系貯氫合金AB5型稀土類及鈣系貯氫合金主要有以下幾個類型：LaNi5系貯氫合金MmNi5系貯氫合金MlNi5系貯氫合金CaNi5系貯氫合金第二節貯氫合金材料貯氫合金一、稀土類及鈣系貯氫合金AB5第二節貯氫合金材料

貯氫合金LaNi5具有CaCu5的晶格結構LaNi5是六方晶格（晶格常數a0=0.5017nm，c0=0.3982nm，c0/a0=0.794，V=0.0868nm3），其中有許多間隙位置，可以固溶大量的氫。LaNi5

第二節貯氫合金材料貯氫合金LaNi5具有CaCu5的晶格LaNi5形成氫化物的ΔH=-30.93kJ/molH2，ΔS=-108.68kJ/molH2。在室溫下一個單胞可與6個氫原子結合，形成六方晶格的LaNi5H6（晶格常數a0=0.5388nm，c0=0.4250nm，c0/a0=0.789，V=0.10683nm3），晶格體積增加了23.5％。第二節貯氫合金材料

貯氫合金LaNi5形成氫化物的ΔH=-30.93kJ/molH2，第二節貯氫合金材料

貯氫合金優點：吸氫量大平衡壓力適中而平坦放氫快，滯后小容易活化，室溫下即可活化具有良好的抗雜質氣體中毒性缺點：成本高，大規模使用受到限制吸放氫過程中晶胞體積膨脹大第二節貯氫合金材料貯氫合金優點：吸氫量大平衡壓力適中而平LaNi5

屬AB5型貯氫合金，通過對A組元和B組元的替代，可改善合金的性能。第二節貯氫合金材料

貯氫合金AB5A側B側LaNi5

La1-xRxMm、MlMm1-xRxA1-xNi5-yM′yNi5-y-zM′yMzNi5-y-z-uM′yMzMuB5±x

LaNi5屬AB5型貯氫合金，通過對A組元和B組元的替代，采用混合稀土（La、Ce、Sm）Mm替代La是降低成本的有效途徑，但MmNi5的氫分解壓升高，滯后壓差大，給使用帶來困難。MmNi5的活化性能不如LaNi5，而且室溫吸氫平衡壓力太高（1.3MPa），用于貯氫尚不合適。第二節貯氫合金材料

貯氫合金MmNi5采用混合稀土（La、Ce、Sm）Mm替代La是降低成本的有效Mm1-xAxNi5

(A=Al、B、Cu、Mn、Si、Ca、Ti、Co等）使平衡壓力升高，貯氫量大，釋氫壓力適當。R0.2La0.8Ni5（R＝Zr、Y、Gd、Th、Nd）使氫化物穩定性降低。第二節貯氫合金材料

貯氫合金Mm1-xAxNi5(A=Al、B、Cu、Mn、Si、Ca貯氫合金第二節貯氫合金材料

MmNi5-yBy（B＝B、Al、Mn、Fe、Cu、Si、Cr、Co、Ti、Zr、V等）降低平衡壓力，據要良好的貯氫能力。貯氫合金第二節貯氫合金材料MmNi5-yBy（B＝B、我國學者王啟東等研制的含鈰量較少的富鑭混合稀土貯氫合金M1Ni5（M1是富鑭混合稀土）：在室溫下一次加氫（10~40）×105Pa即能活化，吸氫量可達（1.5~1.6）％（質量分數），室溫放氫量約95％~97％，并且平臺壓力低，吸放氫滯后壓差小于2×105Pa，ΔH=-26.75kJ/molH2。其動力學性能良好，20℃時的吸氫平衡時間小于6min，放氫平衡時間小于20min。M1Ni5第二節貯氫合金材料

貯氫合金我國學者王啟東等研制的含鈰量較少的富鑭混合稀土貯氫合金M1N第二節貯氫合金材料

貯氫合金M1Ni5的成本比LaNi5低2.5倍，容易熔煉，抗中毒性好，再生容易。根據實際需要，在MlNi5的基礎上發展了MlNi5—xMx系列合金，即以Mn、Al、Cr等置換部分Ni，以降低氫平衡分解壓。其中MlNi5—xMx已大規模應用于氫氣的貯運、回收和凈化。第二節貯氫合金材料貯氫合金M1Ni5的成本比LaNi5低采用第三組元元素M（Al，Cu，Fe，Mn，Ga、In，Sn，B，Pt，Pd，Co，Cr，Ag，Ir等）替代部分Ni是改善LaNi5、MmNi5和MlNi5貯氫性能的重要方法。第二節貯氫合金材料

貯氫合金MmNi5-xAx

(A=Mn、Al、Cr）降低平衡分解壓。La（Mm、Ml）Ni5-xMx采用第三組元元素M（Al，Cu，Fe，Mn，Ga、In，SnLaNi5-xMx（M＝Al、Mn、Cr、Fe、Co、Cu、Ag、Pd、Pt等）使金屬氫化物穩定性提高，平臺壓力降低；第二節貯氫合金材料

貯氫合金LaNi5-xMx（M＝Al、Mn、Cr、Fe、Co、Cu第二節貯氫合金材料

貯氫合金CaNi5CaNi5與氫反應生成具有六方晶格結構的CaNi5H5~6的氫化物，20℃時，平衡分解壓為0.03MPa。100℃時，分解壓為0.5MPa，標準焓變為-33.48kJ/mol，CaNi5的穩定性較差，其氫化物在室溫下貯存數年，吸氫量要減少1/2。若在49~100℃下使用1周后，其等溫線發生傾斜，而且吸氫量減少。但在減壓加熱下可以再生。第二節貯氫合金材料貯氫合金CaNi5CaNi5與氫反應生為了改善CaNi5的特性，又進一步用Mm（混合稀土金屬）代替部分Ca，或者用Al代替部分Ni，可使平臺壓降低，兩者同時替代時，平臺壓介于CaNi5和（CaMm）Ni5之間。CaNi5無需特殊的活化處理，在常溫下能迅速吸氫，作為吸氫合金，在吸氫量、滯后性、平臺平坦性方面具有優良的特性。第二節貯氫合金材料

貯氫合金為了改善CaNi5的特性，又進一步用Mm（混合稀土金屬）代第四章貯氫合金ppt課件第二節貯氫合金材料

貯氫合金二、鈦系貯氫合金鈦系貯氫合金鈦鐵系合金鈦錳系合金鈦鋯系合金鈦鎳系合金第二節貯氫合金材料貯氫合金二、鈦系貯氫合金鈦系貯氫合金鈦第二節貯氫合金材料

貯氫合金鈦鐵系合金活化困難，抗雜質氣體中毒能力差，反復稀釋氫后性能下降。優點：釋氫壓力低，價格便宜。缺點：在鈦鐵二元合金的基礎上，用合金元素代替Fe，可改善活化性能，滯后現象小。第二節貯氫合金材料貯氫合金鈦鐵系合金活化困難，抗雜質氣體第二節貯氫合金材料

貯氫合金TiFe1-xMx(M＝Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、Nb、V）如TiFe0.8Mn0.18Al0.02Zr0.05、TiFe0.8Ni0.15V0.05、TiFe0.5Co0.5、Ti1.2FeMm0.04等。第二節貯氫合金材料貯氫合金TiFe1-xMx(M＝Co鈦鎳系合金貯氫合金第二節貯氫合金材料

Ti-Ni系有三種化合物，即Ti2Ni、TiNi、

TiNi3。在270℃以下，TiNi與氫反應生成穩定的氫化物TiNiH1.4。容量為245mA·h/g。Ti2Ni與氫反應生成穩定的氫化物TiNiH2。容量為420mA·h/g。鈦鎳系合金貯氫合金第二節貯氫合金材料Ti-Ni系有三種化常用的合金化措施是在Ti2Ni或TiNi合金中加入Zr、V代替部分Ti可以提高電化學容量，如（Ti0.7Zr0.2V0.1）Ni；加入Co、K提高循環壽命。用Al代替部分Ni也可提高循環壽命，但電極比容量降低，如Ti2Ni1-xAlx。貯氫合金第二節貯氫合金材料

常用的合金化措施是在Ti2Ni或TiNi合金中加入Zr、V代鈦錳系合金TiMn系合金是在TiMn2的基礎上發展起來的。TiMn2合金在室溫條件下不吸氫。當Ti含量增加時合金可以與氫反應，生成TiMn1.5H2.4氫化物。優點：吸氫量大、初期氫化容易；反應速度快。反復吸放氫性能穩定；價格便宜。缺點：粉化嚴重、中毒后再生性能較差。貯氫合金第二節貯氫合金材料

在TiMn1.5合金的基礎上用其它合金元素，如Zr部分代替Ti，用Cr、V、Fe、Cu、Ni、Co、Mo等部分代替Mn可以進一步改善合金的性能。鈦錳系合金TiMn系合金是在TiMn2的基礎上發展起來的。鈦鋯系合金貯氫合金第二節貯氫合金材料

Ti-Zr-Ni-V-Cr（例如Ti17Zr16Ni39V22Cr7）是美國Ovonic公司開發的具有代表性的新型Ti系合金，已成功應用于鎳氫電池。其中添加V、Zr可提高單位體積的貯氫能力，達到或超過MmNi5合金的水平，而添加Cr是為了增強合金的抗氧化性，提高充放電周期壽命。鈦鋯系合金貯氫合金第二節貯氫合金材料Ti-Zr-Ni-V特定的多組元成分范圍——在一定的成分范圍內，可按不同用途設計不同的合金成分，來滿足高容量、高放電率、長壽命、低成本等不同要求。合金化特點：多元合金化——單獨應用Ti、Zr、V時，均不適于電池中使用，通過添加Ni和Cr，使這些特性得以平衡，獲得極好的綜合性能。貯氫合金第二節貯氫合金材料

特定的多組元成分范圍——在一定的成分范圍內，可按不同用途設計這類合金的電化學容量很高，可達320~400mAh/g，氧化性能和腐蝕性能也能適應電池應用。用這類合金制作的電池，充放電循環壽命長，并具有快速充電能力和耐過充電能力。該類合金的制造成本不高，易于大量生產，并具有進一步開發的前景。貯氫合金第二節貯氫合金材料

這類合金的電化學容量很高，可達320~400mAh/g，氧化三、鎂系貯氫合金地殼中貯藏量豐富，價格便宜氫吸、放動力學性能差：釋放溫度高，250℃以上，反應速度慢，氫化困難貯氫合金第二節貯氫合金材料

密度小，僅為1.74g/cm3優點：貯氫容量高，MgH2的含氫量達3.6%缺點：抗蝕能力差，特別是作為陰極貯氫合金材料。三、鎂系貯氫合金地殼中貯藏量豐富，價格便宜氫吸、放動力學性能貯氫合金第二節貯氫合金材料

Mg2Ni

兩種改良型：Mg2-xMxNi（M＝Ca、Al）優點：易形成氫化物，分解反應速度比Mg2Ni增大40％以上；通過控制Al、Ca與Mg的置換量，可以調節平衡壓Mg2Ni1-xMx（M＝V、Cr、Mn、Fe、Zn等）優點：氫化速度和分解速度均得到顯著提高貯氫合金第二節貯氫合金材料Mg2NiMg2Ni0.95Cr0.05的氫化速度和分解速度均得到改善，氫壓為4個大氣壓和296℃條件下可形成氫化物Mg2Ni0.95Cr0.05H3.9。貯氫合金第二節貯氫合金材料

例如：Mg2Ni0.95Cr0.05的氫化速度和分解速度均得到改善Zr系AB2型合金（例如ZrMn2），具有立方晶系結構，其晶胞體積比六方晶系的AB5型稀土合金大將近一倍。因此，貯氫量一般比AB5型合金大，平衡分解壓較低。但其P-C-T等溫線的平衡壓力隨吸氫量的增加而升高（這個特點對于鎳氫電池方面的應用無太大影響）。貯氫合金第二節貯氫合金材料

四、鋯系貯氫合金Zr系AB2型合金（例如ZrMn2），具有立方晶系結構，其晶Zr（Mn，Ti，Fe）2和Zr（Mn，Co，Al）2合金適于作熱泵材料。Laves相確有較好的吸氫能力，但因易形成穩定的氫化物，使其放氫性差。貯氫合金第二節貯氫合金材料

因而，如何提高Laves相的放氫性成為該類合金能否取代LaNi5系列的關鍵。目前多數研究者采用添加微量元素形成第二相沉積在晶界或晶內，促進氫化物的分解。

Zr（Mn，Ti，Fe）2和Zr（Mn，Co，Al）2合金適第三節貯氫合金的應用

貯氫合金一、用于氫氣的貯存和運輸對貯氫裝置的要求：（1）提高熱傳導性（2）提供氫化物足夠多的膨脹空間（3）滿足密封、耐壓、抗氫脆的要求（4）耐用、壽命長第三節貯氫合金的應用貯氫合金一、用于氫氣的貯存和運輸對貯貯氫合金第三節貯氫合金的應用

圖4-5MH氫汽車燃料供給系統二、氫能汽車貯氫合金第三節貯氫合金的應用圖4-5MH氫汽車燃料供給（1）吸熱能小；（2）放氫壓力為零點幾個MPa；（3）貯氫密度高；（4）性能劣化少；（5）成本低；（6）壽命長。氫化物滿足的條件：常用材料為:TiFe氫化物和Mg系氫化物。第三節貯氫合金的應用

貯氫合金（1）吸熱能??；氫化物滿足的條件：常用材料為:TiFe氫化貯氫合金三、氫的分離、回收與凈化（1）金屬與氫反應生成金屬氫化物；（2）貯氫材料對氫原子有特殊的親和力，對氫有選擇性吸收作用，而對其他氣體雜質則有排斥作用。第三節貯氫合金的應用

基本原理有兩個方面：常用材料為:TiMn1.5、

MlNi5系。貯氫合金三、氫的分離、回收與凈化（1）金屬與氫反應生成金屬氫貯氫合金第三節貯氫合金的應用

四、在電池上的應用（1）有較高的比能量，能量密度為Ni-Cd電池的1.5倍；（2）無鎘的公害，不污染環境；（3）充放電速度快，記憶效應??；（4）與Ni－Cd電池的工作電壓相同(1.2eV)1、優點：貯氫合金第三節貯氫合金的應用四、在電池上的應用（1）有較2、電池的原理貯氫合金第三節貯氫合金的應用

2、電池的原理貯氫合金第三節貯氫合金的應用貯氫合金第三節貯氫合金的應用

圖4-6電池充放電過程示意圖貯氫合金第三節貯氫合金的應用圖4-6電池充放電過程示意圖負極合金上的電極反應機理貯氫合金第三節貯氫合金的應用

圖4－7吸氫電極反應的機理負極合金上的電極反應機理貯氫合金第三節貯氫合金的應用圖4吸氫電極的氫化反應過程可歸納為以下步驟：貯氫合金第三節貯氫合金的應用

水通過對流或擴散，液相傳質到電極的固－液界面。電極表面電子轉移。吸附的氫轉化為吸收的氫。形成氫化物