氢能专利库

本发明属于氢气储运技术领域，并公开了一种利用空气作为热媒的镁基储氢材料吸放氢系统，包括：储氢换热箱、可拆卸安装于储氢换热箱内的至少一个储氢瓶、空气循环加热单元及空气循环冷却单元；空气循环加热单元包括风道加热器和第一风机，与储氢换热箱形成加热循环回路；空气循环冷却单元包括风道冷却器和第二风机，向储氢换热箱送入冷却空气。吸氢工况下先由加热单元将储氢瓶加热至反应温度，吸氢放热后切换至冷却单元降温；放氢工况下仅需加热单元加热至分解温度。本发明显著提高了镁基储氢装备的储氢密度，并降低了设备造价。

本发明涉及一种Ti催化纳米级镁基储氢合金颗粒，以Mg93Ni6.6Si0.4合金锭为原料，TiO2作为助磨剂与催化剂，四氢呋喃作为球磨溶剂，通过一步湿法球磨制得，合金颗粒的平均尺寸为200‑2000nm；TiO2的添加量为20wt.％，球磨转数为400rpm。作为储氢材料的应用时，在放氢温度为260℃的条件下，放氢时间为180s时，MgNiSi/Ti‑20的放氢量达到3.5wt.％；放氢时间为900s内，最大放氢量达到4.3wt.％。

本发明提出一种用于镁基固态储氢成形体的自动堆放与轮换装置。该装置布置于固态材料转移系统下端的密闭储存腔体内，在惰性或真空气氛中运行，由对接接口与微区气锁单元、二级缓冲落料单元、承载与堆放单元、自动轮换机构、防振与防静电组件、气氛循环净化与监测控制单元构成。通过“气锁—DBB—旁路吹扫—循环净化”的协同，装填与换位过程中腔体O2/H2O稳态≤1ppm，扰动峰值≤5ppm并在30s内恢复；通过“缓降+分配+限加速度”的力学约束，有效落高≤100mm，承载区加速度峰值≤0.5g，显著降低成形体粉化与边缘崩裂风险。装置与上端多罐快速对接与气氛协同控制系统在节拍、差压及互锁逻辑上兼容，可构建连续、安全、高洁净的镁基固态储氢储运体系。

本发明涉及新能源储氢材料领域，具体涉及一种MgH2‑ZrO2‑VN@PC复合储氢材料、制备方法。复合储氢材料包括MgH2和ZrO2‑VN@PC催化剂，其中MgH2‑ZrO2‑VN@PC复合储氢材料的总质量为100%，所述ZrO2‑VN@PC的添加量为2%‑10%。其制备方法，包括以下步骤：步骤1、准备90%‑98%质量分数的MgH2和2%‑10%质量分数的ZrO2‑VN@PC催化剂；步骤2、将两者进行混合球磨得MgH2‑ZrO2‑VN@PC复合储氢材料。通过实施本方案，提升MgH2储氢性能及制备过程中安全性。

本发明公开了一种具有BCC结构的TiCrNbV高熵储氢合金，高熵储氢合金的组分通式为(TiCr)x(NbV)y，通式中，5≤x/2≤40at.％，5≤y/2≤40at.％，且x+y＝100at.％，并且，满足Ti和Cr的原子比例相同，保持Nb和V的原子比例相同；TiCrNbV高熵储氢合金的价电子浓度恒为5；TiCrNbV高熵储氢合金的晶格畸变4％≤δ≤5.5％；所述高熵储氢合金吸氢前为单相BCC结构，放氢后仍能恢复为单相BCC结构。其制备方法包括以下步骤：首先进行电弧熔炼得到TiCrNbV高熵储氢合金铸锭；然后进行机械破碎、过筛得到合金粉末，最后，将合金粉末进行活化处理。在吸/放氢温度为30‑70℃的范围内，最大吸氢量达到1.9‑2.1H/M，最大放氢量达到1.4‑1.7H/M；吸氢平台压力达到10‑40bar，放氢平台压力达到0.03‑1bar。

本发明涉及一种Nb4N5负载Ni基活性物质的镁基储氢材料及其制备方法与应用，属于储氢材料领域。本发明以MgH2为材料基础，添加质量百分比为3wt.％～15wt.％的Ni(OH)2@Nb4N5或NiO@Nb4N5复合催化剂，通过溶解、水热反应、氮化、搅拌反应、离心洗涤、干燥和机械球磨等步骤制备得到。其中，Nb4N5作为载体均匀负载Ni(OH)2或NiO，形成复合催化剂。该镁基储氢材料具有优异的吸放氢性能，提高了储氢容量和动力学性能，为固态储氢领域提供了新的材料选择，具有广阔的应用前景。

本发明公开了一种具有抗毒化和再生性能的Mg‑Ni‑Nd储氢合金，Mg‑Ni‑Nd储氢合金的组分为同时包含Nd4Mg80Ni8、Mg和Mg2Ni相，经吸放氢活化后原位分解为Mg、Mg2Ni、NdH2.61相；Mg的含量为85‑90％，Ni的含量为6‑10％，Nd的含量为2‑5％。一种Mg‑Ni‑Nd储氢合金的模拟毒化处理和毒化再生方法，毒化气氛为CO2和H2混合气体；再生气氛为纯H2气氛。作为储氢合金的应用时，最大吸氢量达到5.40wt.％。作为抗毒化储氢合金的应用时，循环次数大于300次，最大吸氢量为5.10wt.，所述毒化气氛条件中的CO2浓度与空气中CO2浓度为同一数量级。作为可再生储氢合金的应用时，最大吸氢量为5.29wt.％，吸氢量恢复达到初始吸氢量的97.96％。

本发明公开了一种基于晶格畸变和熵值的高熵合金筛选方法，包括以下步骤：首先通过同时对高熵合金的晶格畸变程度和熵值进行计算，然后根据筛选要求确定符合要求的高熵合金的成分；通过Hume‑Rothery合金固溶理论进行晶格畸变程度计算；晶格畸变程度的范围必须≥8.7％，上下限差值必须≥2.0％；基于统计力学中混合熵的概念的统计定义进行熵值计算；熵值必须≥1.5R。所得TiFeMnCoVZr高熵合金，仅包含Laves相，作为氢化镁储氢材料的应用时，最大吸氢量能达到4.7wt.％，最大放氢量为4.6wt.％，放氢活化能为68.9kJ/mol。