[发明专利]一种储氢合金PCT曲线测试装置及方法

说明书

本发明属于材料性能检测技术领域，涉及一种储氢合金PCT曲线测试装置及方法，包括样品室、气体管路和数据采集系统。主管道上设有样品室和压力传感器，样品室的法兰开螺纹孔，连接与氢气出入口分开布置的k型热电偶，样品室外部通过螺纹与加热装置和冷却装置进行连接。主管道的一端分别通过节流阀和电磁阀与氢气瓶和氦气瓶连接；另一端通过节流阀和电磁阀分别与真空计和大气连接，真空计与真空泵连接；压力传感器与主管道直接连接。本发明能快速加热与降低样品室的内部温度、并准确进行测量，从而节省储氢合金活化所需时间，整套装置测试效率高、测试准确、结构简单、操作方便、安全可靠。

技术领域

本发明属于材料性能检测技术领域，具体涉及一种储氢合金PCT曲线测试装置及方法。

背景技术

当今世界的主要能源是煤、石油、天然气等化石燃料，关于化石燃料作为能源供给介质燃烧的弊端已被提出多年，一方面，化石燃料贮量有限，且为不可再生资源；另一方面，长年的化石燃料燃烧造成全球生态环境持续恶化。为了人类可持续发展，必须在节能的同时积极地开发新能源。

氢能作为一种清洁、绿色、广泛、且具有高能量密度的二次能源，其储量丰富、可循环利用，被视为连接化石能源和可再生能源的重要桥梁。在氢能系统大力发展的今天，高效、安全的储氢和输氢依然是氢能体系发展中的一个重要问题。储氢合金由于其体积储氢密度大、氢的原子态储存方式较为安全、可重复使用而且制备技术和工艺成熟等，具有良好的发展前景。发展低成本、高性能储氢材料是储氢研究的重点方向。PCT曲线是评价储氢合金性能最重要的一个参数，从PCT曲线当中，可以得到储氢合金的吸氢量、平台压、滞后因子、平台斜率，反应焓和反应熵等，对储氢合金性能的测定与发展有重要的意义。

目前储氢合金PCT曲线测试装置有许多不足，如：(1)手动形式的测试装置，操作步骤繁琐、容易出现失误，且手动阀的操作由于力度问题很容易损坏，实验过程中测得的数据需要由实验员负责观察记录，不仅测试效率低而且影响测试精度和客观性，存在较大的人为误差；(2)现有的大多数测试合金性能的装置，不能准确测量样品室内部温度，而准确测量样品室内部温度的有效方法为在样品室内部放置温度传感器，同时还要易于系统体积标定；(3)样品室的温度，需要快速、方便地控制在一定范围，常规做法是把样品室放在恒温箱内部，但升温、降温速度受限，严重影响实验数据准确性。因此，在满足温控要求下，减少测试周期，提高测试效率，也是储氢合金PCT曲线测试装置设计的重点内容。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明目的在于提供一种方便系统体积标定，能精确测量和控制样品室温度、操作方便、安全可靠的储氢合金PCT曲线测试装置及方法。

本发明采用如下技术方案：

一种储氢合金PCT曲线测试装置，包括样品室3、气体管路和数据采集系统；气体管路包括主管路和各路支管路；主管路的两端各分为两个支路，主管路的一端为氢气支路和氦气支路，分别通过节流阀Ⅰ9、电磁阀Ⅰ12和节流阀Ⅱ10、电磁阀Ⅱ13与氢气瓶1和氦气瓶2连接，节流阀Ⅰ9靠近氢气瓶1端，节流阀Ⅱ10靠近氦气瓶2端；主管路的另一端为大气支路和真空支路，分别通过电磁阀Ⅸ20、减压阀22和节流阀Ⅲ11、电磁阀Ⅶ18、电磁阀Ⅷ19与大气和真空计7连接，减压阀22靠近大气端，电磁阀Ⅷ19靠近真空计7端，电磁阀Ⅶ18位于节流阀Ⅲ11和电磁阀Ⅷ19之间，真空计7与真空泵8相连接；主管路的中部上还设有三路支路，分别为样品支路、氢气增压支路和系统管路体积标定支路，样品支路通过电磁阀Ⅲ14、电磁阀Ⅳ15与样品室3连接，电磁阀Ⅳ15靠近样品室3，氢气增压支路通过电磁阀Ⅴ16与小储气瓶5连接，系统管路体积标定支路通过电磁阀Ⅵ17与大储气瓶6连接；样品室3外部设有温控装置4，大储气瓶6上设有温度传感器23，主管路上设有压力传感器21，压力传感器21位于氢气支路和氦气支路与样品支路之间。