[发明专利]一种金属氢化物储热介质及其制备方法

权利要求书

1.一种金属氢化物储热介质，其特征在于：所述镁基储氢合金包括氢化镁、氢化镁镍合金、氢化镁铁合金、氢化镁钴合金中的至少一种；

所述储热介质脱氢以质量百分比计，包括下述组分：

镁50-90％；

M₁ 0-40％，所述M₁选自铁、镍、钴元素中的至少一种；

M₂ 1-5％；所述M₂选自钛、钒、铌元素中的至少一种；

碳3-20％；

所述储热介质的其致密度为50-70％，所述储热介质储能密度为1000-3000MJ/m³、热导率为3-10W/m·K。

2.一种制备权利要求1所述一种金属氢化物储热介质的方法，其特征在于；包括下述步骤：

步骤一

在氢气气氛下，于300-500℃对那设计组分配取的纯镁粉进行氢化处理至少10小时，得到粉末状氢化镁材料，

或

将按设计组分配取的纯镁粉、M₁-镁合金粉混合均匀后，在氢气气氛下，于300-500℃对其进行氢化处理至少10小时，得到由氢化镁和M₁-镁合金的氢化物组成的混合物粉末，所述M₁选自铁、镍、钴元素中的至少一种；

所述氢气气氛的压力大于等于0.1MPa；

步骤二

将按设计组分配取的M₂置于氢气气氛下，于300-800℃对其进行氢化处理至少5小时，得到催化物；所述催化物中，氢的质量百分含量大于0.6％；所述M₂选自钛、钒、铌元素中的至少一种；

步骤三

将步骤一所得产物、步骤二所得产物以及导热剂混合均匀后；压制成型，得到致密度为50-70％的成品；所述导热剂为碳质材料。

3.根据权利要求2所述的一种金属氢化物储热介质的制备方法，其特征在于:

步骤一中，所述纯镁粉的粒径大于100微米，纯度大于99％；

所述氢气气氛的压力为1-100bar；

步骤一中，M₁-镁合金粉的粒径小于1cm；

步骤一中，M₁-镁合金粉中，M₁元素和Mg的摩尔比为1:2。

4.根据权利要求1所述的一种金属氢化物储热介质的制备方法，其特征在于:

步骤二中所得催化物中，氢的质量百分含量大于0.6％、且M₂的质量百分含量大于60％。

5.根据权利要求1所述的一种金属氢化物储热介质的制备方法，其特征在于；

步骤三中，导热剂的制备方法为：

采用石墨材料为原料，在300-500℃温度下，于高纯氢气气氛或高真空环境下，保温6-24小时，去除其吸附的杂质；得到所述导热剂；所述石墨材料选自石墨粉、膨胀石墨、石墨烯中的至少一种。所述石墨材料中，C的质量百分含量大于等于99％。

6.根据权利要求1所述的一种金属氢化物储热介质的制备方法，其特征在于；

首先将步骤一、步骤二所得产物加入球磨设备中，在经过高能球磨成为粒径小于500nm的纳米粉末；氢化物材料在高能球磨时使用1-10MPa的高纯氢气作为球磨气氛，所述高纯氢气纯度大于99.99％；球磨得到纳米级别的、催化剂均匀结合的催化剂-镁基氢化物复合粉末；然后再将所得催化剂-镁基氢化物复合粉末与导热剂混合均匀；压制成型，得到致密度为50-70％的成品。

7.根据权利要求2-5任意一项所述的一种金属氢化物储热介质的制备方法；所制备的储热介质填入储热装置并加以封装；其在200-600℃时，储热装置内的氢化物粉体吸收热量；在-40-200℃，储热装置内的氢化物粉体释放热量。