新型“長(cháng)壽”合金有助氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

揚州大學(xué)機械工程學(xué)院教授劉晶晶團隊近日在《國際氫能雜志》(International Journal of Hydrogen Energy)上發(fā)表論文。該論文在LaNi4Co合金的基礎上，通過(guò)研究合金在長(cháng)期吸/放氫循環(huán)過(guò)程中的衰減機理，探討提高AB5型儲氫合金循環(huán)穩定性的有效方法，為提高材料性能、推動(dòng)金屬氫化物儲氫更好地應用到實(shí)際生產(chǎn)中提供理論依據。

氫能源作為一種清潔可再生能源，自21世紀以來(lái)獲得了越來(lái)越多的關(guān)注。而將氫能源運用到實(shí)際當中最重要的一點(diǎn)就是解決氫氣的存儲與運輸的問(wèn)題。無(wú)論是從操作安全性還是從操作簡(jiǎn)易性角度來(lái)講，金屬氫化物儲氫都是最佳的選擇。

“氫能是公認的理想能量載體和具有發(fā)展潛力的清潔能源，具有燃燒熱值高、燃燒產(chǎn)物對環(huán)境無(wú)污染、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。”劉晶晶介紹，氫能儲運和利用過(guò)程中均涉及到眾多儲氫材料的應用，而在這些材料中，基于LaNi5二元合金的AB5型合金一直以來(lái)受到人們的廣泛關(guān)注，作為鎳氫電池負極材料已經(jīng)投入使用，并在氫壓縮、燃料電池、氚工程等領(lǐng)域表現出廣闊的應用前景。

據介紹，LaNi5儲氫合金最早發(fā)現于1969年荷蘭飛利浦實(shí)驗室。氫氣在被LaNi5合金吸收后在其表面解離成氫原子進(jìn)入晶體，形成金屬氫化物，實(shí)現儲氫的目的。該合金具有許多優(yōu)點(diǎn)，但與此同時(shí)缺點(diǎn)也比較明顯，比如隨著(zhù)吸/放氫循環(huán)容量衰減嚴重、易于粉化、吸/放氫循環(huán)中晶胞的膨脹率較大等。

針對這些問(wèn)題，劉晶晶團隊開(kāi)始著(zhù)手研發(fā)，其設計的合金不僅具有易活化、吸氫速率快、平臺壓適中等優(yōu)點(diǎn)，還具有環(huán)境友好、性?xún)r(jià)比高、使用壽命長(cháng)等優(yōu)勢。此外，合金化學(xué)組成簡(jiǎn)單，特定元素作用機理易于準確把握，有利于進(jìn)一步優(yōu)化和大規模生產(chǎn)，為該合金體系的工業(yè)化、商業(yè)化打下基礎。

據悉，截至目前，該研究項目已在SCI工程技術(shù)二區期刊發(fā)表5篇國際權威論文，一篇關(guān)于LaNi4.25Sn0.75合金性質(zhì)的學(xué)術(shù)論文和一篇關(guān)于元素取代對AB5型合金長(cháng)期使役過(guò)程中性能和結構影響規律的綜述已在寫(xiě)作過(guò)程中，預計將在明年2月份完成，并申請專(zhuān)利。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.04.111