锆掺杂TiFe基储氢合金

免孕育期直接活化

一种无需孕育期即可直接活化的TiFe基储氢合金,通过Zr掺杂消除活化延迟并降低脱氢焓变。

Li, Chen · Xin, Gao · Liu, Bingjie · 有研 · Zhang, Wei · Yong, Lan · 王海燕 · 袁泽明

International Journal of Hydrogen Energy 2023

具体参数

最大储氢容量

{'zh': '1.84', 'en': '1.84'} wt%

脱氢焓变

{'zh': '23.2', 'en': '23.2'} kJ/mol

脱氢熵变

{'zh': '83.1', 'en': '83.1'} J/mol/K

活化孕育期

{'zh': '0', 'en': '0'} s

技术优势

无需孕育期

Zr掺杂改变了合金表面氧化层性质，使氢分子更容易解离渗透，从而消除了通常需要的1500秒以上孕育期。

脱氢焓变更低

Zr替代Ti引起晶格膨胀和电子结构变化，减弱了氢化物稳定性，使脱氢焓变绝对值降至23.2 kJ/mol，有利于温和条件下放氢。

容量不减

在优化掺杂量(x=0.04)下，合金保持TiFe相纯净，可逆储氢量仍达1.84 wt%，室温性能优异。

应用场景

• 固态储氢罐：免活化可直接装填使用，简化储氢罐制造流程。
• 燃料电池供氢系统：低平台压和温和放氢条件匹配燃料电池供氢需求。
• 氢能产业链储运环节：高容量、易活化的特点降低储运环节的操作门槛和成本。