[发明专利]添加Co和Y的TiFe储氢合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种添加Co和Y的TiFe储氢合金及其制备方法，TiFe储氢合金化学式为TiFe_0.86Mn_0.1Co_(0.1‑x)Y_x，其中0.02≤x≤0.04。本发明利用水冷铜坩埚在99.9%高纯氩气环境下合成新型TiFe_0.86Mn_0.1Co_(0.1‑x)Y_x合金。Co和Y的掺入使得TiFe合金更容易活化，在第一次活化循环中更易吸收氢气。同时此合金的吸放氢平台压力低且吸放氢平台斜率小。本发明合金TiFe_0.86Mn_0.1Co_0.06Y_0.04在20℃时，储氢量达1.95%(ω)，因此TiFe_0.86Mn_0.1Co_(0.1‑x)Y_x合金有望成为以氢为原料的设备和生产提供高效且实用的氢源。

技术领域

本发明涉及一种储氢合金及其制备方法，特别是涉及一种TiFe储氢合金及其制备方法，它将应用于储氢材料技术领域。

背景技术

随着工业化的进一步发展，一氧化碳和二氧化碳排放导致污染加剧并严重影响环境，中国已排放二氧化碳量排名世界第一。为了保护环境免受污染和其他危险污染物的影响，迈向新能源的步伐至关重要。氢气是内燃机和燃气轮机等各种领域中燃料来源的潜在候选者。相对于其他燃料系统，它具有两个优点：

1.无污染且环保；

2.可以从其他能源如地热能，太阳能和核能等产生。

然而，储氢量以及活化工艺是TiFe储氢合金的主要问题。与传统的储氢方法不同，合金化法更有效，而且比传统方法更安全，经济实惠。

合金化法是一种提升储氢量的潜在解决方案，而TiFe储氢合金是最具有工业化应用前景的储氢材料之一。但是TiFe储氢合也面临活化过程困难这一难题。美国专利No.3,508,414,3561663报道了TiFe合金可以储存氢气，而另一美国专利No.3,922,872公开了Mn的添加可以使其在70℃下吸氢。同时TiFe合金表面容易氧化，TiFe合金活化困难，在室温下的储氢能力还不理想。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种添加Co和Y的TiFe储氢合金及其制备方法，通过添加Mn来改善活化，提高吸氢能力，抵抗污染，最终降低吸放氢PCT压力；通过Y的添加来提高TiFe储氢量，并降低了吸放氢平台压力；通过Co添加剂的添加来提高储氢量以及降低吸放氢平台压力；本发明开发了一种新组分TiFe储氢合金，提高了合金储氢量以及改善活化性能，提高合金储氢量以及减小吸放氢PCT平台斜率，从而使这类材料可以作为大规模氢源的储氢材料。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种添加Co和Y的TiFe储氢合金，其化学式为TiFe_0.86Mn_0.1Co_(0.1-x)Y_x，其中0.02≤x≤0.04。

一种TiFe储氢合金的制备方法，包括如下步骤：