DUAN RUOMING (CN)
WANG HUI (CN)
LIU JIANGWEN (CN)
ZHU MIN (CN)
| CN104528649A | 2015-04-22 | |||
| CN1651587A | 2005-08-10 | |||
| CN101323918A | 2008-12-17 |
SHI, CHANGXU ET AL.: "Hydrogen Storage Material'' , MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING HANDBOOK", SPECIAL FUNCTIONAL MATERIALS, vol. II, no. 11, 31 January 2004 (2004-01-31), pages 182 - 183
广州市华学知识产权代理有限公司 (CN)
| 权利要求书 [权利要求 1] 一种 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料， 其特征在于， 其通式为 CaMg xM yH z， 其中 M为 Ni、 Co或 Fe， 1.5≤x< 2.0, 0< y≤0.5 , 3≤z< 6= [权利要求 2] 权利要求 1所述材料的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1) 将 Ca、 Mg、 M三种纯金属块材叠放于坩埚中， 其中 M金属块材 顶置； (2) 将步骤 （1) 中装好样的坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空 ， 通入氩气作保护气， 其中坩埚上部幵有通气口； (3) 启动高频感应熔炼炉， 先用底功率加热 2~3分钟， 再加大功率， 待金属块材熔成液态后保持一定吋间使之均匀融合； 之后随炉冷却， 得到合金锭， 合金锭锤碎后得到以 CaMg 2为基的储氢合金； (4) 将锤碎后的储氢合金进行氢化， 氢化温度为 25-100°C， 氢压为 4 0-60atm, 吋间 l~15h， 得到 CaMg 2基合金氢化物水解制氢材料。 [权利要求 3] 根据权利要求 2所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1) 按通式中纯 金属的原子比称重， 所述纯金属的原子比 Ca: Mg: M为 1 : (1.8-1.9 ) ： (0.1 0.2)。 [权利要求 4] 根据权利要求 3所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1) 中所述 Ca 和 Mg过量 6<¾~8<¾作为烧损。 [权利要求 5] 根据权利要求 2或 3或 4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1) 中所 述 Ca的纯度≥95<¾， Mg、 M的纯度≥99<¾。 [权利要求 6] 根据权利要求 2或 3所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （2) 中抽真 空至 5x10 - 3Pa， 通入氩气的压强为 0.5atm。 [权利要求 7] 根据权利要求 2或 3所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （3) 中合金 锭按前述方法反复熔炼 2~3次。 [权利要求 8] 根据权利要求 2或 3所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1) 中纯金 属块材装入氧化铝坩埚的过程以及合金锭捶碎的过程均是在充满惰性 气体的手套箱中进行。 [权利要求 9] 权利要求 1所述材料的应用， 其特征在于， 该材料用于水解制氢装置 、 燃料电池、 氢化物储氢装置、 蓄热输热、 氢分离回收。 |
技术领域
[0001] 本发明涉及储氢材料的设计、 制备及其氢化物的水解制氢， 是在 CaMg 2 二元合 金的基础上进行合金化， 调控合金相结构改变材料的储氢性能； 设计氢化相的 结构， 提高 CaMg 2 基合金氢化物的水解反应动力学性能。
背景技术
[0002] 氢能具有高燃烧值、 零污染、 元素丰富等优点， 使其成为最有潜力替代传统化 石能源的二次能源。 氢能的大规模幵发和利用有望解决当下环境恶 化和能源短 缺双重问题， 但先要解决氢的制取、 储运和应用三大问题。 释放储氢合金中氢 气的方法除了氢化反应的逆反应之外， 还有利用水解反应放氢， 与前者相比， 其可逆性差， 但水解反应能置换出 H 2 0中的一个 H原子， 使得放氢量大大增加。 而且水解制氢有着现场制氢的特点， 原料为纯水， 不需加热和压力调节， 其应 用方便快捷， 操作安全。 美国千年电池公司 （Millennium
Cell) 于 2001年推出的 NaBH 4 基即吋供氢系统成功应用于 Chrysler钠型燃料电池 概念车， 证实了水解供氢即吋的实用性。 由于水解制氢的诸多优点， 水解制氢 装置在氢能的大规模利用中必然会占有一席之 地。
美国能源部 （DOE) 对于车用氢气储存系统提出的目标是质量储氢 密度不低于 6.5% , 体积储氢密度不低于 62kg H 2 /m 3， 要达到该目标， 应选用质量相对较轻 的元素， 考虑到安全性和原料易得的程度， CaMg 2 合金具有较大潜力。 其理论 含氢量为 6.3wt.%， 原料来源广泛， 价格低廉， 但吸氢温度过高， 同吋氢化反应 生成CaH 2 和MgH 2 ， 可逆性低。 有文献报道 CaH 2 与MgH 2 球磨后进行水解反应 ， CaH 2 能有效改善 MgH 2
水解反应的速度和程度， 30min后达到理论放氢量的 80%。 若以 CaMg 2 为原料， 氢化后原位生成弥散的 CaH ^BMgH 2 必将更有助于提高水解反应的动力学性能 [0004] 但 CaMg 2 需在高温高压下才能氢化， 氢化反应激活能较高。 如何降低其激活能 在工业生产中将变得十分重要， 用更少的能量得到其氢化物， 进而水解制氢是 目前需要解决的技术难题。
技术问题
[0005] 本发明的首要目的在于提供一种改善 CaMg 2 合金的吸氢性能的方法， 该方法使 其吸氢温度从 300°C以上降到室温， 同吋尽量不减少其储氢量。 本发明通过合金 化， 尽量保留合金有效储氢量， 提高材料的吸氢性能， 降低氢化反应激活能， 生成一种 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料， 将有效改善 CaMg 2 的吸氢性能及 其氢化物的水解性能。
[0006] 本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备 的 CaMg 2 _ X M x (x=0.1或 0.2,M为 Ni 、 Fe或 Co)储氢合金。
[0007] 本发明的再一目的在于提供所述储氢合金氢化 后生成的 CaMg 2 基合金氢化物作 为水解制氢材料应用于水解制氢的方法。
问题的解决方案
技术解决方案
[0008] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0009] 一种 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料， 其通式为 CaMg x M y H z ， 其中 M为 Ni
、 Co或 Fe， 1.5≤x< 2.0, 0< y≤0.5 , 3≤z < 6=
[0010] 上述材料的制备方法， 包括以下步骤：
[0011] (1) 将 Ca、 Mg、 M三种纯金属块材叠放于坩埚中， 其中 M金属块材顶置； [0012] (2) 将步骤 （1) 中装好样的坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空， 通入氩 气作保护气， 其中坩埚上部幵有通气口 （通气口的位置高于块材总高度， 防止 金属熔成液态流出） ；
[0013] (3) 启动高频感应熔炼炉， 先用底功率加热 2~3分钟， 再加大功率， 待金属块 材熔成液态后保持一定吋间使之均匀融合； 之后随炉冷却， 得到合金锭， 合金 锭锤碎后得到以 CaMg 2 为基的储氢合金；
[0014] (4) 将锤碎后的储氢合金进行氢化， 氢化温度为 25-100°C， 氢压为 40-60atm， 吋间 l~15h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料。 [0015] 步骤 （1) 按通式中纯金属的原子比称重， 所述纯金属的原子比 Ca: Mg: M为 1： (1.8-1.9) ： (0.1 0.2)。
[0016] 步骤 （1) 中所述 Ca和 Mg过量 6<¾~8<¾作为烧损。
[0017] 在通式 CaMg 2 — X M x
(0.1≤x< 0.2)的基础上加上 6%~8<¾的烧损计算得到 Ca、 Mg、 M三种纯金属块材的 质量比， 按 Ni， Co, Fe的顺序分别为 (42.4~43.2):(46.4~49.9):(5.8~11.7)， (42.4-43 .2)：(46.4~49.9):(5.9~11.8)， （42.4~43.2):(46.4~49.9):(5.6~11.2)。
[0018] 步骤 （1) 中所述 Ca的纯度≥95<¾， Mg、 M的纯度≥99<¾。
[0019] 步骤 （2) 中抽真空至 5x10 - 3 Pa， 通入氩气的压强为 0.5atm。
[0020] 步骤 （3) 中合金锭按前述方法反复熔炼 2~3次。
[0021] 步骤 （1) 中纯金属块材装入氧化铝坩埚的过程以及合金 锭捶碎的过程均是在 充满惰性气体的手套箱中进行。
[0022] 所述合金氢化前无需活化； 制得的 CaMg 2 _ x M x -H( X =0.1或0.2,M为Ni、 Fe或 Co) 储氢材料用于水解制氢装置、 燃料电池、 氢化物储氢装置、 蓄热输热、 氢分离 回收。
发明的有益效果
有益效果
[0023] 本发明与现有技术相比， 具有以下的效果和优点：
[0024] (1) 本发明与未合金化的 CaMg 2 相比， 吸氢性能得到巨大改善， CaMg 2 在 300
°C以上才能吸氢， 而本发明制备的以 CaMg 2 为基的三元合金能在 25°C下吸氢。
[0025] (2) 材料制备上， 使用高频感应熔炼方法， 炼制熔点差异大的合金， 对低熔 点合金要考虑烧损率。
[0026] (3) 材料制备上， 与粉末烧结和用钽容器包覆加热相比， 更加经济， 功耗更 少。
[0027] (4) 材料的相组成主要是 CaMg 2 相， 而传统储氢合金主要以 CaNi 2 、 CaNi 5
、 Mg 2 Ni为基， 与后者相比储氢量大大增高。
[0028] (5) 与传统储氢材料不同， 本发明所制材料无需活化， 室温下能吸氢， 首次 吸氢量达到理论吸氢量的 90%。 [0029] (6) 与传统储氢材料不同， 本发明所制材料的放氢方式为水解放氢， 该水解 制氢材料在常温常压下和纯水发生水解产生氢 气， 产氢量高达 11.85wt%， 即 lg 该材料最多可放出 1327.8mL氢气， 水解反应动力学较快， 8分钟内放出理论产氢 量的 96%。 与水反应制氢具有不受环境影响， 制取方便的优点， 且反应产物对环 境无害。
[0030] (7) 本发明所用材料资源丰富， 价格低廉， 制备方法简单， 可在常温下吸氢 得到， 吸氢性能好， 且水解反应制得的氢气纯净， 可直接通入氢燃料电池使用 ， 有利于工业应用。
对附图的简要说明
附图说明
[0031] 图 1是本发明所制备合金的 XRD图。 a,b,c,d分别为 CaM g l . 8 Co。. 2 ， CaMg L8 Fe 0 . 2 ， CaMg L8 Ni 0.2 , CaM g l . 9 Ni 0 .i , 主相均为 CaMg 2
， Ca-Mg-Ni合金在 20°-25°、 40°-50°间有 C36相 MgNi 2
的峰， Ca-Mg-Co、 Ca-Mg-Fe合金除主相 CaMg 2 外未发现明显杂峰。
[0032] 图 2是本发明制备 CaMg Ni ι 合金的吸氢动力学曲线， 吸氢温度从室温到 80°C
[0033] 图 3是 CaMg L9 Ni ι 合金在室温下氢化后的 XRD图谱。
[0034] 图 4是氢化后的 CaMg L9 Ni ι 合金在 320°C下脱氢后的 XRD图谱。
[0035] 图 5是氢化后的 CaMg L9 Ni ι 合金的背散射电子成像。
[0036] 图 6是合金的水解动力学曲线， 合金均为 300目颗粒， 在纯水中进行水解反应。
合金分别为 CaMg 2 合金， 氢化后的 CaMg 2 合金， CaMg L 9 Ni ftl
合金， 氢化后的 CaMg L9 Ni ftl 合金,去氢化的 CaMg L9 Ni ftl -H合金。
[0037] 图 7是氢化后的 CaMg L9 Ni ι 水解动力学曲线。
实施该发明的最佳实施例
本发明的最佳实施方式
[0038] 下面结合一些实例对本发明作进一步的详细说 明， 但本发明的实施方式不限于 此。
[0039] 实施例 1 [0040] 制备 CaMg L9 Ni ι -Η氢化物的步骤如下：
[0041] 称取原子比 Ca: Mg: Ni为 1 : 1.9： 0.1的纯金属 （纯度大于 99%) ， ， 其中 Ca 、 Mg的烧损分别为 7%和 6%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Ni依次放入准备好的坩 埚 （坩埚上设有通气口） 中， 其中金属 Ni块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼 炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混 合， 之后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢 合金 （其 X射线衍射图谱见附图 1中 d部分） 。 将合金取出后放入充满惰性气体的 手套箱中捶碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行氢化， 氢化温度为 25°C， 氢压为 50at m， 氢化吋间 15h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料 （其 X射线衍射图谱 见附图 3) 。 该合金为脆性， 易于得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之前有显 著改善， 其吸氢动力学曲线见附图 2， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解 制氢材料在室温下纯水中水解放氢， 其动力学曲线如附图 7， 在 8分钟内即可放 出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性能十分优良 （如附图 6) 。
[0042] 实施例 2:
[0043] 制备 CaMg L8 Ni 2 -Η氢化物的步骤如下：
[0044] 称取原子比 Ca: Mg: Ni为 1 : 1.8： 0.2的纯金属 （纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 7%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Ni依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Ni块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa ， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金 ( 其 X射线衍射图谱见附图 1中 c部分） 。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱 中捶碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行氢化， 氢化温度为 40°C， 氢压为 50atm， 氢 化吋间 12h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到 合金粉。 其储氢性能相比合金化之前有显著改善， 其吸氢动力学曲线见附图 2， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水中水解 放氢， 其 动力学曲线如附图 7， 在 8分钟内即可放出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性 能十分优良。
[0045] 实施例 3:
[0046] 制备 CaMg L8 Co 2 -Η氢化物的步骤如下：
[0047] 称取原子比 Ca: Mg: Co为 1 : 1.8： 0.2的纯金属 （纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 7%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Co依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Co块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金 ( 其 X射线衍射图谱见附图 1中 a部分） 。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱 中捶碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行氢化， 氢化温度为 100°C， 氢压为 50atm， 氢 化吋间 10h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到 合金粉。 其储氢性能相比合金化之前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢 化后的水解制氢材料在室温下纯水中水解放氢 ， 能在 10分钟内放出其理论放氢 量的 90%以上， 水解放氢性能十分优良。
[0048] 实施例 4:
[0049] 制备 CaMg L9 Co ι -Η氢化物的步骤如下：
[0050] 称取原子比 Ca: Mg: Co为 1 : 1.9： 0.1的纯金属 (纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损分别为 7%和 6%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Co依次放入准备好的坩 埚 （坩埚上设有通气口） 中， 其中金属 Co块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼 炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa ， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混 合， 之后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢 合金。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱中捶 碎， 将锤碎后的储氢合金 粉进行氢化， 氢化温度为 100°C， 氢压为 50atm， 氢化吋间 14h， 得到 CaMg 2 基合 金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到合金粉。 其储氢性能相比合 金化之前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温 下纯水中水解放氢， 能在 10分钟内放出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性能 十分优良。
[0051] 实施例 5:
[0052] 制备 CaMg L8 Fe。. 2 -H氢化物的步骤如下：
[0053] 称取原子比 Ca: Mg: Fe为 1 : 1.8： 0.2的纯金属 （纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 7%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Fe依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Fe块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金 ( 其 X射线衍射图谱见附图 1中 b部分） 。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱 中捶碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行氢化， 氢化温度为 100°C， 氢压为 50atm， 氢 化吋间 10h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到 合金粉。 其储氢性能相比合金化之前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢 化后的水解制氢材料在室温下纯水中水解放氢 ， 能在 10分钟内放出其理论放氢 量的 90%以上， 水解放氢性能十分优良。
[0054] 实施例 6:
[0055] 制备 CaMg L9 Fe ι -Η氢化物的步骤如下：
[0056] 称取原子比 Ca: Mg: Fe为 1 : 1.9： 0.1的纯金属 (纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损分别为 7%和 6%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Fe依次放入准备好的坩 埚 （坩埚上设有通气口） 中， 其中金属 Fe块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼 炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa ， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混 合， 之后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢 合金。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱中捶 碎， 将锤碎后的储氢合金 粉进行氢化， 氢化温度为 100°C， 氢压为 50atm， 氢化吋间 14h， 得到 CaMg 2 基合 金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到合金粉。 其储氢性能相比合 金化之前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温 下纯水中水解放氢， 能在 10分钟内放出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性能 十分优良。
[0057] 实施例 7:
[0058] 制备 CaMg L6 Ni。. 4 -H氢化物的步骤如下：
[0059] 称取原子比 Ca: Mg: Ni为 1 : 1.6： 0.4的纯金属 （纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 8%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Ni依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Ni块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱中捶 碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行 氢化， 氢化温度为 40°C， 氢压为 50atm， 氢化吋间 10h， 得到 CaMg 2 基合金氢化 物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之 前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水 中水解放氢， 能在 8分钟内放出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性能十分优 良。
[0060] 实施例 8:
[0061] 制备 CaMg L6 Co。. 4 -H氢化物的步骤如下：
[0062] 称取原子比 Ca: Mg: Co为 1 : 1.6： 0.4的纯金属 （纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 8%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Co依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Co块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa ， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱中捶 碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行 氢化， 氢化温度为 80°C， 氢压为 45atm， 氢化吋间 7h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物 水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之前 有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水中 水解放氢， 能在 8分钟内放出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性能十分优良 [0063] 实施例 9:
[0064] 制备 CaMg L6 Fe。. 4 -H氢化物的步骤如下：
[0065] 称取原子比 Ca: Mg: Fe为 1 : 1.6： 0.4的纯金属 （纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 8%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Fe依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Fe块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱中捶 碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行 氢化， 氢化温度为 100°C， 氢压为 50atm， 氢化吋间 8h， 得到 CaMg 2 基合金氢化 物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之 前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水 中水解放氢， 能在 8分钟内放出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性能十分优 良。
[0066] 实施例 10:
[0067] 制备 CaMg L9 Ni ι -Η氢化物的步骤如下：
[0068] 称取原子比 Ca: Mg: Ni为 1 : 1.9： 0.1的纯金属 （纯度大于 99%) ， ， 其中 Ca 、 Mg的烧损分别为 7%和 6%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Ni依次放入准备好的坩 埚 （坩埚上设有通气口） 中， 其中金属 Ni块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼 炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa ， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混 合， 之后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢 合金 （其 X射线衍射图谱见附图 1中 d部分） 。 将合金取出后放入充满惰性气体的 手套箱中捶碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行氢化， 氢化温度为 40°C， 氢压为 50at m， 氢化吋间 8h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于 得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之前有显著改善， 其吸氢动力学曲线见附 图 2， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水中水解 放 氢， 其动力学曲线如附图 7， 在 8分钟内即可放出其理论放氢量的 90%以上， 水解 放氢性能十分优良。
[0069] 实施例 11 :
[0070] 制备 CaMg L9 Ni ι -Η氢化物的步骤如下：
[0071] 称取原子比 Ca: Mg: Ni为 1 : 1.9： 0.1的纯金属 （纯度大于 99%) ， 其中 Ca、
Mg的烧损分别为 7%和 6%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Ni依次放入准备好的坩埚
(坩埚上设有通气口） 中， 其中金属 Ni块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉 中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底 功率加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合 ， 之后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合 金 （其 X射线衍射图谱见附图 1中 d部分） 。 将合金取出后放入充满惰性气体的手 套箱中捶碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行氢化， 氢化温度为 60°C， 氢压为 40atm ， 氢化吋间 5h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于 得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之前有显著改善， 其吸氢动力学曲线见附 图 2， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水中水解 放 氢， 其动力学曲线如附图 7， 在 8分钟内即可放出其理论放氢量的 90%以上， 水解 放氢性能十分优良。
[0072] 实施例 12:
[0073] 制备 CaMg L9 Ni ι -Η氢化物的步骤如下：
[0074] 称取原子比 Ca: Mg: Ni为 1 : 1.9： 0.1的纯金属 （纯度大于 99%) ， 其中 Ca、
Mg的烧损分别为 7%和 6%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Ni依次放入准备好的坩埚
(坩埚上设有通气口） 中， 其中金属 Ni块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉 中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa ， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底 功率加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合 ， 之后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合 金 （其 X射线衍射图谱见附图 1中 d部分） 。 将合金取出后放入充满惰性气体的手 套箱中捶碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行氢化， 氢化温度为 80°C， 氢压为 40atm ， 氢化吋间 3h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于 得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之前有显著改善， 其吸氢动力学曲线见附 图 2， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水中水解 放 氢， 其动力学曲线如附图 7， 在 8分钟内即可放出其理论放氢量的 90%以上， 水解 放氢性能十分优良。
[0075] 实施例 13:
[0076] 制备 CaMg L8 Co。. 2 -H氢化物的步骤如下：
[0077] 称取原子比 Ca: Mg: Co为 1 : 1.8： 0.2的纯金属 （纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 7%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Co依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Co块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金 ( 其 X射线衍射图谱见附图 1中 a部分） 。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱 中捶碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行氢化， 氢化温度为 80°C， 氢压为 55atm， 氢 化吋间 8h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到 合金粉。 其储氢性能相比合金化之前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢 化后的水解制氢材料在室温下纯水中水解放氢 ， 能在 10分钟内放出其理论放氢 量的 90%以上， 水解放氢性能十分优良。
[0078] 实施例 14:
[0079] 制备 CaMg L8 Fe 2 -Η氢化物的步骤如下：
[0080] 称取原子比 Ca: Mg: Fe为 1 : 1.8： 0.2的纯金属 （纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 7%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Fe依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Fe块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa ， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金 ( 其 X射线衍射图谱见附图 1中 b部分） 。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱 中捶碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行氢化， 氢化温度为 80°C， 氢压为 50atm， 氢 化吋间 8h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到 合金粉。 其储氢性能相比合金化之前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢 化后的水解制氢材料在室温下纯水中水解放氢 ， 能在 10分钟内放出其理论放氢 量的 90%以上， 水解放氢性能十分优良。
[0081] 实施例 15:
[0082] 制备 CaMg L6 Ni。. 4 -H氢化物的步骤如下：
[0083] 称取原子比 Ca: Mg: Ni为 1 : 1.6： 0.4的纯金属 （纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 8%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Ni依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Ni块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱中捶 碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行 氢化， 氢化温度为 80°C， 氢压为 50atm， 氢化吋间 6h， 得到 CaMg 2 基合金氢化物 水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之前 有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水中 水解放氢， 能在 8分钟内放出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性能十分优良
[0084] 实施例 16:
[0085] 制备 CaMg L6 Co。. 4 -H氢化物的步骤如下：
[0086] 称取原子比 Ca: Mg: Co为 1 : 1.6： 0.4的纯金属 (纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 8%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Co依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Co块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa ， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱中捶 碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行 氢化， 氢化温度为 40°C， 氢压为 45atm， 氢化吋间 10h， 得到 CaMg 2 基合金氢化 物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之 前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水 中水解放氢， 能在 8分钟内放出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性能十分优 良。
[0087] 实施例 17:
[0088] 制备 CaMg L6 Fe。. 4 -H氢化物的步骤如下：
[0089] 称取原子比 Ca: Mg: Fe为 1 : 1.6： 0.4的纯金属 (纯度大于 99%) ， 并加入 Ca 、 Mg的烧损均为 8%。 再将称好的金属 Ca、 Mg、 Fe依次放入准备好的坩埚 （坩 埚上设有通气口） 中， 其中金属 Fe块置顶。 将坩埚安装到高频感应熔炼炉中， 抽真空至 5x10 - 3 Pa， 再通入 0.5atm氩气作保护气。 启动高频感应熔炼炉， 底功率 加热 2~3分钟， 再加大功率熔炼合金至液态并保持 1分钟使金属液均匀混合， 之 后随炉冷却得到合金锭， 重熔 2次后随炉冷却， 得到以 CaMg 2 为基的储氢合金。 将合金取出后放入充满惰性气体的手套箱中捶 碎， 将锤碎后的储氢合金粉进行 氢化， 氢化温度为 40°C， 氢压为 50atm， 氢化吋间 12h， 得到 CaMg 2 基合金氢化 物水解制氢材料。 该合金为脆性， 易于得到合金粉。 其储氢性能相比合金化之 前有显著改善， 吸氢激活能降低了 30%。 将氢化后的水解制氢材料在室温下纯水 中水解放氢， 能在 10分钟内放出其理论放氢量的 90%以上， 水解放氢性能十分优
Next Patent: PAGE DISPLAY METHOD AND SYSTEM