揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授劉晶晶團(tuán)隊(duì)近日在《國(guó)際氫能雜志》(International Journal of Hydrogen Energy)上發(fā)表論文。該論文在LaNi4Co合金的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究合金在長(zhǎng)期吸/放氫循環(huán)過(guò)程中的衰減機(jī)理，探討提高AB5型儲(chǔ)氫合金循環(huán)穩(wěn)定性的有效方法，為提高材料性能、推動(dòng)金屬氫化物儲(chǔ)氫更好地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中提供理論依據(jù)。

氫能源作為一種清潔可再生能源，自21世紀(jì)以來(lái)獲得了越來(lái)越多的關(guān)注。而將氫能源運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中最重要的一點(diǎn)就是解決氫氣的存儲(chǔ)與運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。無(wú)論是從操作安全性還是從操作簡(jiǎn)易性角度來(lái)講，金屬氫化物儲(chǔ)氫都是最佳的選擇。

“氫能是公認(rèn)的理想能量載體和具有發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，具有燃燒熱值高、燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。”劉晶晶介紹，氫能儲(chǔ)運(yùn)和利用過(guò)程中均涉及到眾多儲(chǔ)氫材料的應(yīng)用，而在這些材料中，基于LaNi5二元合金的AB5型合金一直以來(lái)受到人們的廣泛關(guān)注，作為鎳氫電池負(fù)極材料已經(jīng)投入使用，并在氫壓縮、燃料電池、氚工程等領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

據(jù)介紹，LaNi5儲(chǔ)氫合金最早發(fā)現(xiàn)于1969年荷蘭飛利浦實(shí)驗(yàn)室。氫氣在被LaNi5合金吸收后在其表面解離成氫原子進(jìn)入晶體，形成金屬氫化物，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫的目的。該合金具有許多優(yōu)點(diǎn)，但與此同時(shí)缺點(diǎn)也比較明顯，比如隨著吸/放氫循環(huán)容量衰減嚴(yán)重、易于粉化、吸/放氫循環(huán)中晶胞的膨脹率較大等。

針對(duì)這些問(wèn)題，劉晶晶團(tuán)隊(duì)開始著手研發(fā)，其設(shè)計(jì)的合金不僅具有易活化、吸氫速率快、平臺(tái)壓適中等優(yōu)點(diǎn)，還具有環(huán)境友好、性價(jià)比高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。此外，合金化學(xué)組成簡(jiǎn)單，特定元素作用機(jī)理易于準(zhǔn)確把握，有利于進(jìn)一步優(yōu)化和大規(guī)模生產(chǎn)，為該合金體系的工業(yè)化、商業(yè)化打下基礎(chǔ)。

據(jù)悉，截至目前，該研究項(xiàng)目已在SCI工程技術(shù)二區(qū)期刊發(fā)表5篇國(guó)際權(quán)威論文，一篇關(guān)于LaNi4.25Sn0.75合金性質(zhì)的學(xué)術(shù)論文和一篇關(guān)于元素取代對(duì)AB5型合金長(zhǎng)期使役過(guò)程中性能和結(jié)構(gòu)影響規(guī)律的綜述已在寫作過(guò)程中，預(yù)計(jì)將在明年2月份完成，并申請(qǐng)專利。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.04.111