高容量稀土储氢材料研发

【作者】 辛恭标； 苑慧萍； 蒋利军；

【机构】 北京有色金属研究总院；

【摘要】 采用感应熔炼方法制备了组成为La_0.65-xY_xMg_1.32Ca_1.03Ni₉（x=0,0.05,0.20,0.40,0.60）的储氢合金,研究了不同含量Y元素的添加对合金储氢性能的影响。研究表明,合金由AB3相和AB5相组成,随着Y元素添加量的增大,合金中AB3相丰度逐渐减小,AB5相丰度逐渐增加,AB3和AB5相的晶格参数和晶胞体积都随之减小。说明Y元素的添加抑制了合金中AB3相的形成,且导致合金容量降低。但随着Y元素添加量的增大,合金坪台压升高,合金在0.1¹MPa氢压之间的有效储氢容量得到了明显增加。在放氢压力为0.1 MPa时,Y元素添加量为0.05的样品在25℃、40℃和60℃下的放氢容量分别为1.624 wt%、1.616 wt%和1.610 wt%。添加了Y元素的稀土镁基储氢材料具有高容量和高坪台压,且成本较低,适用于燃料电池等气固相储氢需求。进一步研究了该合金的循环稳定性,合金在2000次循环后的吸氢容量保持率为85.2%,放氢容量保持率为80.3%,具有良好的循环稳定性。研究表明,合金循环寿命衰减的主要原因是多次吸放氢循环之后,样品中部分AB3相发生了晶格失稳分解,生成了AB5相和Mg Ni2相。更多还原