[发明专利]一种适用于高压-金属氢化物储氢的储氢合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种适用于高压‑金属氢化物储氢的储氢合金及其制备方法，该合金如(TiZr_x)_yCr_zFe_uMn_(2‑z‑u)式所示，其中，0.05≤x≤0.15，1.05≤y≤1.15，1≤z≤1.4，0.2≤u≤0.6，其结构为C14型Laves相结构。该类储氢合金在298K条件下的放氢坪台压在1‑25MPa之间，最大储氢容量可达到1.85％，合金非常容易活化。

技术领域

本发明涉及一种合金，具体涉及一种适用于风电、太阳能等新能源余能存储的高压-金属氢化物复合储氢的储氢合金。

背景技术

风能是一种可再生的能源，目前对于风能的利用存在着巨大的浪费。风电并网主要有以下三方面的问题亟待解决，第一，风力发电过程中，电压、频率及相位有剧烈的波动性，导致电力并网容量不能超过总量的10％；第二，风电发电距离用电区域较远；第三，风电的波峰波谷反调峰特性，在用电低谷时，发电处于波峰状态，这就需要将多余的发电量储存起来，同时由于风电的波动性，通过储能技术改善风电的输出特性，使得电力平稳，能够顺利并网。

氢气是一种清洁能源，也是一种良好的能量载体。氢储能技术使用风电来电解水，得到氢气和氧气储存起来，通过燃烧氢气或燃料电池发电输出稳定的电能，平稳的进入电网，具有储存时间长、反应时间快，没有污染等优势。

氢气的储存方式是氢储能技术中的关键，储氢技术主要有物理储氢和化学储氢2大类，常用的方式包括高压储氢、液态储氢、活性碳吸附、金属氢化物储氢、有机液体储氢和无机化合物储氢。其中高压储氢尤其是超高压储氢对储氢罐的要求高，且需要消耗大量的压缩功，而且存在泄露的危险，对液氢制备的要求非常严格，液化成本高。金属氢化物储氢包括两种，一种是低压-金属氢化物复合储氢，存储的氢气难以放出，放氢速度慢；一种是高压-金属氢化物复合储氢，具有较高的储氢重量密度，且在常温下很容易释放氢气。

现有的不同系列的储氢合金中，TiFe合金制造成本较低，但其储氢量低，且难活化，容易中毒，而TiCr₂合金具有较高的吸放氢坪台压，通过添加不同的元素，合理的设计成分能够得到不同坪台压的合金，以便适应不同场合的要求。

发明内容

为了解决现有TiFe储氢合金储氢量低、难以活化的问题，本发明提供了一种适用于高压-金属氢化物储氢的储氢合金，该合金容易活化，储氢量高。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种适用于高压-金属氢化物储氢的储氢合金，所述储氢合金如(TiZr_x)_yCr_zFe_uMn_(2-z-u)所示：

其中0.05≤x≤0.15，1.05≤y≤1.15，1≤z≤1.6，0.2≤u≤0.6，z+u≤2。

优选的，0.05≤x≤0.15，1.08≤y≤1.15，1≤z≤1.6，0.2≤u≤0.6。

优选的，0.08≤x≤0.12，1.08≤y≤1.15，1≤z≤1.3，0.4≤u≤0.6。

优选的，0.08≤x≤0.12、1.08≤y≤1.12、1.2≤z≤1.3、0.45≤u≤0.55。

一种如权利要求1所述合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将按化学式的比例准备的金属Ti、Zr、Cr、Fe和过量的Mn在Ar气氛下进行熔炼共翻面4次；

(2)取出称量质量，若质量多于标准量，再进行熔炼，翻面1次；

(3)熔炼后的合金进行机械打磨破碎至粒径5～100μm。