氢能专利库

本发明公开了一种固态储氢装置及其制备方法。本发明的固态储氢装置包括罐体和置于罐体中的储氢元件；储氢元件包括扩散层、储氢层和导热层；所述储氢元件呈卷状，所述储氢层位于所述扩散层和所述导热层之间；所述储氢元件的芯部为扩散层，所述储氢元件的外表面为导热层；所述扩散层由选自如下所示的一种或多种材料形成：泡沫镍、泡沫铝、铜网和铝网；所述储氢层包括储氢材料；所述储氢材料选自稀土系储氢合金、钛系储氢合金、镁系储氢合金、钒基固溶体、配位氢化物、金属氮氢化物、碳系储氢材料中的一种或多种；所述导热层由选自如下所示的一种或多种材料形成：铝箔、铜箔、镍箔、铝网、铜网、镍网和钢带。该固态储氢装置具有较高的放氢速率。

本发明公开了一种稀土储氢合金、电极、电池及其制备方法和热处理方法。本发明的稀土储氢合金为LaaMbYcQdNixMnyZz；其中，M选自Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc中的一种或多种，Q选自Sm、Gd和Mg中的一种或多种，Z选自Al、Fe、Co、Si、V、Cu、Sn、Ti、Zr、Cr、Zn、Mo中的一种或多种；0.5≤a≤3.5，0≤b≤1.5，2.5≤c≤5，0≤d≤1.5，14≤x≤23，0.3≤y≤2.5，0≤z≤1.5；所述稀土储氢合金循环500周的容量保持率≥68％。该稀土储氢合金循环稳定性好。

本发明公开了一种氢燃料电池铂基复合催化剂及其制备方法和应用。该氢燃料电池铂基复合催化剂为Pt/CeO2/C‑N复合催化剂，该复合催化剂的比表面积不低于160m2/g；该复合催化剂中，铂元素的单位面积的负载量不低于12μg/cm2；该复合催化剂中含有零价铂和二价铂，基于铂元素的总重量，零价铂的质量分数大于50％。本发明的氢燃料电池铂基复合催化剂的催化活性性能较好。

本发明公开了一种含稀土氮化物的氨基镁‑氢化锂复合储氢材料及其制备方法。含稀土氮化物的氨基镁‑氢化锂复合储氢材料包括稀土氮化物和氨基镁‑氢化锂复合体系。制备方法：将氨基镁与氢化锂混合，混合过程中加入稀土氮化物，混匀后的混合物转移到球磨罐中在惰性气体保护下球磨，得到含稀土氮化物的氨基镁‑氢化锂复合储氢材料。本发明原料合成过程简单可控、成本低，通过添加少量稀土氮化物即可显著改善氨基镁‑氢化锂复合储氢材料的储氢性能，且稀土氮化物可通过商业渠道购买，添加方式可为直接与原料混合。

本发明公开了一种钇镍系储氢合金及其制备方法。本发明的钇镍系储氢合金具有式(I)所示的组成：RExYyNieMnaFebSicMd(I)；其中，RE选自La、Ce、Pr、Nd、Sm和Gd中的一种或多种，M选自Al、Co、Cu、Zn、B中的一种或多种；其中，0.3≤x≤0.9，x+y＝2，0.05≤a≤0.5，0.1≤b≤0.6，0.005≤c≤0.3，0.005≤d≤0.3，6.9≤a+b+c+d+e≤7.1；x、y、a、b、c、d和e分别表示各元素的摩尔份数；所述钇镍系储氢合金中A2B7相的丰度≥95％。该钇镍系储氢合金中A2B7相的丰度较高。

本发明公开了一种稀土储氢合金及其制备方法。该稀土储氢合金的化学组成如下式所示：RExCayNid‑a‑bMnaMb；其中，0.5≤x≤0.9，0.1≤y≤0.5，且x+y＝1；0.05≤a≤0.35，0≤b≤0.3，4.5≤d≤5.5，4.68≤d‑a‑b≤4.95；RE选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc中的一种或多种，且必须含有La和Ce；M选自Cu、Sn、V、Ti、Zr、Cr、Zn、Mo和Si中的一种或多种；x、y、a、b和d‑a‑b分别代表各元素的摩尔份数。该稀土储氢合金循环100周后的容量保持率高。

本发明公开了一种AB5型储氢合金及制备方法以及Ce和Al的用途。该AB5型储氢合金的化学组成如式(A)所示：LaxCeyCazNiaAlb(A)；其中，x、y、z、a和b分别表示La、Ce、Ca、Ni和Al的摩尔份数；其中，0.35≤x≤0.42，0.35≤y≤0.5，0.1≤z≤0.25且x+y+z＝1；4.8≤a≤4.95，0.05≤b≤0.2，且4.9≤a+b≤5.1。该AB5型储氢合金具有较高的吸氢量。

本发明公开了一种含钇储氢合金及其制备工艺。该含钇储氢合金具有如下所示的组成：LamMnYpCaqNiαMnβQγ(I)；其中，M选自Ce、Pr、Nd、Sm、Eu中的一种或多种；Q选自Cu、Sn、V、Ti、Zr、Cr、Zn、Mo和Si中的一种或多种；其中，0.1≤m≤0.6，0≤n≤0.5，0.05≤p≤0.5，0.1≤q≤0.4且m+n+p+q＝1；4.6≤α≤4.95，0.05≤β≤0.4，0≤γ≤0.2且4.95≤α+β+γ≤5.2；其中，m、n、p、q、α、β和γ分别代表各元素的摩尔份数。该含钇储氢合金循环使用后的容量保持率高。

本发明公开了一种稀土‑钙‑镍系储氢合金及其制备方法。该稀土‑钙‑镍系储氢合金具有如下所示的组成：LaaREbYcCadNixMnyAlzQ；其中，0.1≤a≤0.7，0≤b≤0.45，0.05≤c≤0.5，0.1≤d≤0.6，a+b+c+d＝1；4.3≤x≤4.95，0≤y≤0.4，0≤z≤0.4，0.05≤y+z≤0.65，0≤t≤0.2，4.8≤x+y+z+t≤5.2；其中，RE选自Ce、Sm、Nd和Pr中的一种或多种；其中，Q选自Cu、Sn、V、Ti、Zr、Cr、Zn、Mo和Si中的一种或多种。该稀土‑钙‑镍系储氢合金具有优异的循环稳定性。

本发明公开了一种储氢合金性能预测方法及其预测模型和模型建立方法，属于储氢合金技术领域。本发明包括以下步骤：将固态储氢材料样品的制备工艺及成分百分比含量输入性能测试系统；利用测试系统对固态储氢材料样品的性能进行测试；以合金试样的制备工艺和化学成份百分比含量构造自变量矩阵X，以各试样性能指标测试值构造性能矩阵Y，得到样本数据集；采用人工智能回归算法，利用样本数据集进行回归训练，结合物理性能分析，即得到储氢合金性能的基本数学模型。本发明采用智能回归算法的思想，建立储氢合金性能指标的预测模型，所建立模型的预测值可全部或部分代替物理测试实验，从而可以节省大量人力物力，降低污染和能耗。

本发明公开了一种A5B19型稀土‑钇‑镍系储氢合金、电池及制备方法。该A5B19型稀土‑钇‑镍系储氢合金具有RExY3‑xNiyMz的组成：其中，Y为钇元素，Ni为镍元素，RE选自La、Ce、Pr、Nd、Sm和Gd元素中的一种或多种；M选自Mn、Al、Cu、Fe和Co元素中的一种或多种；其中，x、3‑x、y、z分别表示RE、Y、Ni和M的摩尔系数；其中，0.755B19型超堆剁结构，该结构仅由AB5亚晶胞和AB2亚晶胞堆垛而成；其中，AB5亚晶胞的c轴平均长度为AB2亚晶胞的c轴平均长度为本发明的储氢合金具有单相A5B19型超堆剁结构。

本发明公开了一种AB3型含钇储氢合金、电池及其制备方法。该储氢合金的化学组成为YxRyFeaMbAlc，其中，Y为钇元素，x表示Y元素的摩尔系数，0.65<x≤0.95；R为Sm或Sc元素，y表示R元素的摩尔系数，0.01<y≤0.2；且x+y＝1.0；Fe表示铁元素，a表示Fe元素的摩尔系数，1.0<a≤3.0；M为Mn或Cu元素，b表示M元素的摩尔系数，0.01<b≤0.5；Al表示铝元素，c表示Al元素的摩尔系数，0.01<c≤0.3；且2.8<a+b+c≤3.2；所述储氢合金中不含Ni、Co和Ca。本发明的储氢合金的可逆性较好，多次有效吸氢容量较高。

本发明公开了一种非化学计量比稀土‑铁基储氢合金及制备方法和应用。该储氢合金的化学组成为YxRyFe2.8，其中，Y为钇元素，x表示Y元素的摩尔系数；Fe表示铁元素；R选自La、Ce、Gd、Pr、Nd、Sm和Dy元素中的一种或多种，y表示R元素的摩尔系数，0.01<y≤0.3；x+y＝1.0。本发明的储氢合金的多次有效吸氢容量较高。

本发明公开了一种钇‑铁基储氢合金、电池及制备方法。该储氢合金的化学组成为YxRyMzFeaNbBc，其中，Y为钇元素，R选自La、Ce、Gd、Pr、Nd、Dy元素中的一种或多种，M为Zr或Ti；Fe表示铁元素，N选自Mn、Al、Cu、Mo、Si元素中的一种或多种，B表示硼元素；所述储氢合金中不含Ni、Co和Ca；x、y、z、a、b和c分别表示Y、R、M、Fe、N和B元素的摩尔系数；0.5<x≤0.95，0.01<y≤0.3，0.01<z≤0.3，x+y+z＝1.0；1.0<a≤3.0，0≤b≤0.5，0.01<c≤0.3，2.8≤a+b+c≤3.2。本发明的储氢合金的可逆性较好，多次有效吸氢容量较高。

本发明公开了一种直接硼氢化钠燃料电池DBFC阳极的制备方法，选用储氢合金作为DBFC阳极的催化剂，在制备DBFC阳极过程中对DBFC阳极进行吸放氢并充氢处理。本发明还公开了一种直接硼氢化钠燃料电池DBFC阳极。本发明在使用同一组分储氢合金催化剂时能够大幅度提高DBFC的放电功率，同时还可以有效抑制硼氢化钠水解，从而提高硼氢化钠的利用率。

本发明公开了一种直接硼氢化钠燃料电池阳极的制作方法，包括：将储氢合金在保护气氛下破碎，筛分取粒度小于75微米的合金粉末；通过等离子喷涂方法，将合金粉末附着于导电集流体上。本发明制作DBFC阳极时不添加任何粘接剂，提高了催化剂储氢合金粉与电解液的接触面积，有效提高了燃料电池的电化学性能。

本发明公开了一种钛铬锰系储氢合金及其制备方法和用途。本发明的钛铬锰系储氢合金具有式(1)所示的组成：TixZryCr1‑a‑b‑cMnzVaAlbMc(1)；其中，0.7≤x<1.0，0<y≤0.3，且x+y＝1，z＝1.0；0<a≤0.2，0<b≤0.3，0≤c≤0.2；其中，M选自Cu、Si、Fe、Co、Ni、Mo元素中的一种或多种；其中，x、y、z、a、b、c分别代表各元素的原子比。本发明的钛铬锰系储氢合金滞后系数小。

本发明公开了一种单相PuNi3型超晶格La‑Y‑Ni系储氢合金及其制备方法，分别将真空感应熔炼法制备的LaNi5、CeNi5、YNi2合金在气氛保护下破碎成粉末，合金粉末按照LaNi5/CeNi5/YNi2摩尔比为(1‑x)/x/2，0≤x≤0.5，称重并混合均匀；将混匀的合金粉末置入石墨模具后放入真空热压炉中，在真空条件下热压成形为储氢合金材料，储氢合金材料化学组成为La1‑xCexY2Ni9，其中1‑x和x为摩尔比，0≤x≤0.5。本发明制备方法不仅减少工艺环节及时间，而且能够得到单相的PuNi3型La‑Y‑Ni基储氢合金。

本发明公开了一种A5B19型含钐储氢合金、电池及制备方法。该储氢合金组成为RExSmyNiz‑a‑b‑cMnaAlbMc；RE选自稀土金属元素中的一种或多种，但不为Sm；M选自Sn、V、Cu、Fe、W、Cr、Zn、Mo和Si中的一种或多种；x、y、z、a、b、c分别表示各元素的摩尔分数；所述储氢合金不含有金属元素Mg；x>0，y>0.1，x+y＝3；4≥a+b>0，2≥c≥0，且13>z≥11。该储氢合金具有较高的最大放电容量和使用寿命。

本发明公开了一种掺杂的A5B19型含钆储氢合金、电极、电池及其制备方法。该储氢合金具有如下所示的组成RexGdyNizMnaAlbMcZrdTie；其中，Re选自一种或多种稀土元素，M选自Cu、Fe、Co、Sn、V、W、Cr、Zn、Mo、Si中的一种或多种；x、y、z、a、b、c、d和e分别表示各元素的原子比；x＞0，y＞0.1，x+y＝3，4≥a+b>0，4≥c≥0，3≥d+e＞0，13＞z+a+b+c≥11。本发明的储氢合金不含有镁元素，且最大放电容量高。