稀土儲(chǔ)氫材料的主要應(yīng)用

1、應(yīng)用 | Application 稀土儲(chǔ)氫材料應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)中的冶金、石油化工、光學(xué)、磁學(xué)、電子、生物醫(yī)療和原子能工業(yè)的各大領(lǐng)域的30 多個(gè)行業(yè),但主要應(yīng)用領(lǐng)域是高性能充電電池鎳氫電池。稀土儲(chǔ)氫材料的主要類型稀土儲(chǔ)氫材料主要有兩類:LaNi 5型儲(chǔ)氫合金(AB 5型和La-Mg-Ni 系儲(chǔ)氫合金(AB 3型、 A 2B 7型,詳見下表。主要應(yīng)用材料 材料名稱與應(yīng)用原理見下表。最大應(yīng)用市場(chǎng)鎳氫電池鎳氫電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、動(dòng)力學(xué)性能良好、環(huán)境友好和安全性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)工具、混合電動(dòng)車(HEV 。就技術(shù)水平看,在各類動(dòng)力電池中,鎳氫電池的綜合優(yōu)勢(shì)最為明顯。 HE

2、V 用鎳氫電池的使用壽命達(dá)到了8年或者是16萬公里。目前85%的HEV 采用鎳氫電池,未來一段時(shí)間鎳氫動(dòng)力電池仍是油電混合車或電動(dòng)汽車的首選電源。為了適應(yīng)多種鎳氫電池的要求,儲(chǔ)氫合金的品種分為常規(guī)型、高容量型、功率(動(dòng)力型、低溫型、高溫型、低自放電型等,詳見下表。為促進(jìn)燃料電池的實(shí)用化,近些年固態(tài)金屬氫化物儲(chǔ)氫技術(shù)受到關(guān)注,其特點(diǎn)是:體積儲(chǔ)氫密度高;安全性好;不需要高壓容器和隔熱容器;可得到高純度氫。 以MnNi 4.5 Al 0.5合金儲(chǔ)氫裝置為例,該儲(chǔ)氫系統(tǒng)與15MPa 高壓氣瓶貯氫方式相比,在相同儲(chǔ)氫量下,其容器體積僅為高壓氣瓶的1/4(見上方示意圖,并且容器壓力降到1MPa 以下,提高

3、了安全性;同時(shí)還提高了氫的純度(可得到99.9999%的高純氫,可提高燃料電池效率和壽命。世(本文資料主要選自2010國際稀土研討會(huì)演講稿稀土儲(chǔ)氫材料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),演講者:閆慧忠稀土儲(chǔ)氫材料的主要應(yīng)用類型AB5LaNi3H4.5CaNi3H4.4吸氫量/wt.% 1.4 1.4 1.4 2.0 1.6放氫壓(溫度/MPa (0.4(50 3.4(80無平臺(tái)0.04 (200.06 (60氫化物生成熱/kJ mol-1H2-30.1-26.4-35.0名稱主要應(yīng)用及原理電極材料金屬氫化物(MH電極,氫氣的電化學(xué)吸收/釋放介質(zhì)。MH /Ni 電池, MH/Air 電池。貯氫材料氫氣直接貯存和運(yùn)輸介質(zhì)。儲(chǔ)氫罐,燃料電池供氫裝置。蓄熱材料金屬氫化物反應(yīng)熱效應(yīng)。余熱儲(chǔ)存,熱能傳輸,熱泵(空調(diào)。壓力傳動(dòng)材料金屬氫化物反應(yīng)壓力-溫度關(guān)系。壓縮機(jī)、壓力傳感器。氫分離材料對(duì)氫或氫的同位素選擇性吸收。催化材料為有氫參與的反應(yīng)提供高活性的氫源。儲(chǔ)能材料電能、風(fēng)能等的調(diào)節(jié)。各類型的特點(diǎn)AB5型AB3型A2B7型理論放電容量(mAh/g372480430實(shí)際放電容量(mA