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贮氢合金

用于大型电池的合金

贮氢合金是一种新型合金，一定条件下能吸收氢气和能放出氢气。循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率应用等等。

定义
一种能可逆贮存氢气的贮氢合金，其组成是TiaVbCrcAldMe，式中M 为Cu，Fe，Co，Ni，Si，Sn，Mo，W中的至少一种元素或两种元素，1.0≤a≤1.6，0.2≤b ≤1.0，1.0≤c≤1.6，0.01≤d≤0.5，0.01≤e≤0.5。本发明的贮氢合金可以用真空电弧炉及真空中频感应炉熔炼，可以采用真空吸铸的方法浇注。熔炼的合金易活化，最高贮氢容量达4.0wt%，合金适合用作氢气净化器合金和燃料电池氢源合金。
氢能是未来能源最佳选择之一。氢能的利用涉及氢的储存、输运和使用。自20世纪60年代中期发现LaNi5和FeTi等金属间化合物的可逆储氢作用以来，储氢合金及其应用研究得到迅速发展。储氢合金能以金属氢化物的形式吸收氢，是一种安全、经济而有效的储氢方法。金属氢化物不仅具有储氢特性，而且具有将化学能与热能或机械能相互转化的机能，从而能利用反应过程中的焓变开发热能的化学储存与输送，有效利用各种废热形式的低质热源。因此．储氢合金的众多应用己受到人们的待别关注。
原理
金属贮氢的原理在于金属(M)与氢生成金属氢化物(MHx) ：
M + xH2 → MHx + H（生成热）
金属与氢的反应，是一个可逆过程。正向反应，吸氢、放热；逆向反应，释氢、吸热。改变温度与压力条件可使反应按正向、逆向反复进行，实现材料的吸释氢功能。
在研和已投入使用的合金成分有：Mg, Ti, Nb, V, Zr和稀土类金属，添加成分有：Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Cu等。
特点
具备下列条件才有实用价值
具有实用价值的吸氢合金，一般应具备下列条件：
1）易活化，吸氢量大；
2）用于储氢时生成热尽量小，而用于蓄热时生成热尽量大；
3）在一个很宽的组成范围内应具有稳定的合适平衡分解压（室温储氢的分解压约2—3个大气压为宜）；
4）氢吸收和分解过程中的平衡压差(即滞后)小；
5）氢的俘获和释放速度快；
6）金属氢化物的有效热导率大；
7）在反复吸放氢的循环过程中，合金的粉化小，性能稳定性好；
8）便宜。
应用
在研和已投入使用的贮氢合金主要可分成：镁系、稀土系、钛系几类。主要的应用领域包括：
1）氢的贮存、净化和回收；
2）氢燃料发动机；
3）热—压传感器和热液激励器；
4）氢同位素分离和核反应堆中的应用；
5）空调、热泵及热贮存；
6）加氢及脱氢反应催化剂；
7）氢化物—镍电池。
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