鎂系儲(chǔ)氫合金是美國最早研究的一類儲(chǔ)氫合金,如鎂鎳鍺氫合金和鎂銅儲(chǔ)氫合金。它們的吸氫量大,重量輕,有利于作為儲(chǔ)運(yùn)氫氣的儲(chǔ)氫材料,但它在室溫時(shí)的反應(yīng)速度慢,因而在實(shí)際中沒有得到應(yīng)用。后來,日本三菱鋼鐵公司又研制出兩種新型鎂系儲(chǔ)氫合金,即鎂鋁(或鈣)鎳儲(chǔ)氫合金和鎂鎳鐵(或釩)儲(chǔ)氫合金,它們具有良好的儲(chǔ)氫性能,性質(zhì)穩(wěn)定,安全可靠,已在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。 近年來,由于機(jī)械合金化方法在儲(chǔ)氫合金生產(chǎn)上的應(yīng)用,使得用常規(guī)熔煉方法很難生產(chǎn)的鎂鐵、鎂鈦、鎂鈷等儲(chǔ)氫合金得到了迅速發(fā)展。特別是鎂鐵儲(chǔ)氫合金,由于存在有純金屬鐵表面形成為氫的吸附中心,從而使它的儲(chǔ)氫能力極高,其最佳氫化溫度約為615K。 后來,人們又開發(fā)出了稀土系儲(chǔ)氫合金.首先是荷蘭富里茨布公司發(fā)現(xiàn)鑭鎳合金具有優(yōu)良的儲(chǔ)氫性能,儲(chǔ)氫量大;當(dāng)釋放溫度高于40℃時(shí)放氫迅速,但其價(jià)格昂貴。為了降低成本和改進(jìn)儲(chǔ)氫性能,出現(xiàn)了用混合稀土金屬代替鑭鎳合金的鑭,以及用其他金屑置換鎳而形成的儲(chǔ)氫合金新材料。日本工業(yè)技術(shù)院主要從事這方面的研究,近幾年相繼開發(fā)出稀土鎳鋁、稀土鎳鈷、稀土鈣鎳和稀土鈣鎳鈷等多元儲(chǔ)氫合金,其氫化和離解反應(yīng)快,在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο履苎杆俜懦龃罅康臍洹H绻ㄟ^改變合金的組成比,還可連續(xù)改變它的吸氫和放氫特性。 目前,人們還研制開發(fā)了許多種鈦系儲(chǔ)氫合金,包括鈦錳、鈦鉻、鈦鋯、鈦鎳和鈦銅等儲(chǔ)氫合金。其中以鈦錳儲(chǔ)氫合金最為實(shí)用,它的成本較低,性能優(yōu)良,因而受到人們的重視。 鈦錳儲(chǔ)氫合金吸氫容量較大,生成熱每克分子氫為2萬一3萬焦耳,在室溫下容易和氫發(fā)生反應(yīng),進(jìn)行一次吸氫即可完成氫化反應(yīng)。但它在吸氫和放氫循環(huán)中反應(yīng)速度較慢。日本松下電器公司在鈦錳儲(chǔ)氫合金中添加少量鉻制成的鈦錳鉻儲(chǔ)氫合金,反應(yīng)速度明顯加快,是一種儲(chǔ)放氫性能優(yōu)良而廉價(jià)的儲(chǔ)氫合金。 此外,美國在近年來還研制成鐵系儲(chǔ)氫合金,它也具有良好的儲(chǔ)氫特性,而且價(jià)格便宜。但它的缺點(diǎn)是與氫發(fā)生反應(yīng)困難。為了使它與氫發(fā)生反應(yīng),需要在400℃以上的高溫和真空條件下進(jìn)行處理。日本鋼鐵公司通過添加稀土金屬來改進(jìn)鐵系儲(chǔ)氫合金的性能,制成了鈦鐵稀土儲(chǔ)氫合金。這種儲(chǔ)氫合金具有優(yōu)良的儲(chǔ)氫特性,而且很容易與氫發(fā)生反應(yīng),因而得到了較廣泛的應(yīng)用。 另外,日本金屬材料技術(shù)研究所還開發(fā)出本領(lǐng)更大的鐵鈦氧化物儲(chǔ)氫合金。它容易與氫發(fā)生反應(yīng),氫化速度快,吸氫和放氫量很大等,而且價(jià)格便宜,不需要特殊的高壓容器,因而最適合用作大型儲(chǔ)氫槽的儲(chǔ)氫材料。日本松下電器公司創(chuàng)制的鎬錳鉻和鋯錳稀土儲(chǔ)氫合金具有很好的儲(chǔ)放氫性能,吸氫量高達(dá)200毫升/克以上,特別是在l00℃以上的高溫下仍具有極好的儲(chǔ)氫特性,因而很適合用于溫度傳感器、熱泵、調(diào)節(jié)室溫用冷暖氣設(shè)備和蓄熱裝置等。由此看來,儲(chǔ)氫合金真是一代更比一代強(qiáng),而且將會(huì)成為人們廣泛應(yīng)用的新型金屬材料之一。 |