[发明专利]一种高熵储氢合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高熵储氢合金，分子通式为Ti_aZr_bCr_cMn_dFe_xCo_yV_z；其中16≤a≤28at％，5≤b≤16at％，5≤c≤23at％，16≤d≤30at％，5≤x≤12at％，5≤y≤16at％，5≤z≤8at％，且a+b+c+d+x+y+z＝100。本发明还公开了上述高熵储氢合金的制备方法。本发明的高熵储氢合金具有高储氢量、室温下可逆吸放氢同时滞后较小；同时不含稀土元素，成本低并且使用前无需活化，在新能源等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及储氢材料，特别涉及一种高熵储氢合金及其制备方法。

背景技术

能源是人类社会生产与发展的重要物质基础，到现在为止，全球的能源主 要是来自于化石能源的燃烧和加工，而与此同时引起的环境问题也日益严重。 因此清洁能源的开发也就成为了全世界关注的热点问题。对于氢能、风能以及 太阳能等可再生能源的讨论和研究也热火朝天起来。其中，关于氢的存储问题 是氢能研究方面的关键。

氢气的存储主要分为气态储氢、液态储氢和固态储氢。气态储氢主要是通 过高压气罐，通过这种方法储存氢气，虽然其储氢密度较高，但是在运输过程 中有较大的安全隐患。液态储氢是通过超低温的方式将氢气冷却成液态，但是 这种方式耗能较大，仅此过程消耗的能量要占到存储能量的25-45％左右，同时 还要增加隔热层，应用受限。由此可见，固态储氢是较为合适的方式。在一定 温度和压力的条件下，通过储氢合金将氢吸附到金属的间隙中形成金属氢化物， 同时释放出大量的热量；而在一定条件下，储氢合金在吸收热量的同时又会释 放出吸收的氢气。但作为储氢介质，从可应用的前景来看，也需要满足具有高 且可逆的储氢容量，吸放氢平台适中，吸放氢平台小且滞后较小，合金易于活 化，具有较好的吸放氢动力学，同时资源丰富，成本较低等。

储氢合金的种类主要有稀土系、钛铁系、锆系、钒系和镁系。稀土类的储 氢合金储氢容量较低并且成本高；钛铁系储氢合金能够可逆的大量吸放氢，并 且元素资源丰富，但是活化比较困难；锆系放氢温度太高；钒系储氢合金动力 学性能差，放氢压力低，并且难于活化；镁系吸放氢动力学较差。

由于以上原因，现有的储氢合金难以满足应用要求，也就阻碍了储氢材料 的进一步发展。

发明内容

为了克服现有技术的储氢材料吸放氢量小、活化性能不好、吸放氢温度较 高、滞后较大的问题，本发明的目的在于提供一种高熵储氢合金，具有高储氢 量、室温下可逆吸放氢同时滞后较小；同时不含稀土元素，成本低并且使用前 无需活化。

本发明的另一目的在于提供上述高熵储氢合金的制备方法，制备工艺简单。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高熵储氢合金，分子通式为Ti_aZr_bCr_cMn_dFe_xCo_yV_z；

其中16≤a≤28at％，5≤b≤16at％，5≤c≤23at％，16≤d≤30at％，5≤x≤12at％， 5≤y≤16at％，5≤z≤8at％，且a+b+c+d+x+y+z＝100。

具体的，本发明的高熵储氢合金的工作条件为常温常压。

优选的，18≤a≤24at％，10≤b≤15at％，18≤d≤30at％，5≤x≤8at％，7≤y≤17at％， 5≤z≤7at％。

优选的，所述高熵储氢合金分子通式为Ti₁₈Zr₁₅Cr₁₇Mn₁₈Fe₈Co₁₇V₇。