稀土储氢材料 的应

contents1 2 3 4 5 6 一、贮氢材料概述 二、贮氢合金的基本原理 三、贮氢合金的评价 四、贮氢材料分 类 五、稀土贮氢材料的制备

六、稀土贮氢合金的应用

稀土储氢材料

的应用和发展

稀土储氢材料的主要应用

稀土储氢材料应用于国民经济中的 冶金、石油化工、光学、 磁学、电 子、生物医疗 和原子能工业的各 大领域 的30 多个行业， 但主要应用领域是高性能充电 电池—镍氢电池。

(四) 储氢材料的种类根据合金的成分可以分为：

①稀土系合金② 镁系合金 ③ 钛系合金 ④ 锆系合金

①稀土系合金人们很早就发现，稀土金属与氢气反应 生成稀土氢化物REH2,这种氢化物加热到

1000℃以上才会分解。而在稀土金属中加入某些第二种金属形

成合金后，在较低温度下也可吸放氢气，通常将这种合金称为稀土贮氢合金。

在已开发的一系列贮氢材料中，稀土 系贮氢材料性能最佳，应用也最为广泛。 稀土系贮氢材料的应用领域已扩大到 能源、化工、电子、宇航、军事及民用各

个方面。

例如，用于化学蓄热和化学热泵的稀 土贮氢合金可以将工厂的废热等低质热能 回收、升温，从而开辟出了人类有效利用 各种能源的新途径。

利用稀土贮氢材料释放氢气时产生的压 力，可以用作热驱动的动力； 采用稀土贮氢合金可以实现体积小、重 量轻、输出功率大，可用于制动器升降装臵 和温度传感器。

典型的贮氢合金LaNi5是1969年荷兰 菲利浦公司发现的，从而引发了人们对

稀土系储氢材料的研究。

以LaNi5 为代表的稀土储氢合金被认为 是所有储氢合金中应用性能最好的一类。 优点：初期氢化容易，反应速度快， 吸-放氢性能优良。20℃时氢分解压仅几个 大气压。 缺点：镧价格高，循环退化严重，易 粉化。

采用混合稀土(La,Ce, Sm)Mm替代La 可有效降低成本，但氢分解压升高，滞后压差 大，给使用带来困难。 采用第三组分元素M(Al,Cu,Fe,Mn, Ga,In,Sn,B,Pt,Pd,Co,Cr,Ag,Ir)

替代部分 Ni是改善LaNi5和MmNi5储氢性能的重要方法。

Zr(Mn,Ti,Fe)2和Zr (Mn,Co,Al)2合

金适合于作热泵材料。Ti17Zr16Ni39V22Cr7 已成功用于镍氢电池， 有宽广的元素替代容限，设计不同的合金成分 用来满足高容量，高放电率，长寿命，低成本 不同的要求。

AB5型-LaNi5

Ni

La

CaCu5

H

r4=0.225R r8=0.414R

八面体间隙

四面体间隙

五、稀土贮氢材料制备

1. 感应熔炼法 2. 机械合金化(MA,MG )法 3. 还原扩散法

4. 共沉淀还原法 5. 臵换扩散法