[发明专利]一种钒基复相环保储氢材料

说明书

本公开了一种钒铁基合金/钛钒铬基合金复合储氢材料，涉及一种涉及储氢材料领域。所述复合储氢材料由钒铁基合金和钛钒铬基合金组成，钒铁基合金的重量百分比含量为60‑80%，所述钛钒铬基合金的组成通式为Ti_aZr_bCr_cV_dNi_{100‑a‑b‑c‑d}，钒铁基合金的组成通式为V_xFe_yTi_100‑x‑yAl_3.5，其中a/c=0.75，10≤a≤20，5≤b≤15，20≤c≤25，50≤d≤70，70≤a+b+c+d≤90,且锆钒基合金中钛和铬的用量比为，a，b，c，d均为原子百分含量，40≤x≤50，40≤y≤50，88≤x+y≤93，且x，y，z均为原子百分含量。本发明提供的合金主要采用成本更低的钒铁基合金制成，其成本更低，同时，本发明的的最大吸氢量为3.5～3.9％(重量)，在80℃以下的放氢量为2.2～2.4％(重量)。

技术领域

本发明涉及一种涉及储氢材料领域，具体的说是一种钒基复相环保储氢材料。

背景技术

发展可再生清洁能源是目前全球面临的一个重要课题。氢能由于其高效和无污染的特点，是未来最理想的能源之一。储氢材料在氢能的开发和利用中起着重要作用。固态金属是有希望作为燃料电池供氢源的方式之一。

储氢合金在一定温度和氢气压力下储氢合金能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物，其储氢量大、无污染、安全可靠，并且制备技术和工艺相对成熟，是目前应用最为广泛的储氢材料。合金储氢机理在于氢分子首先吸附在金属表面，再解离成氢原子，然后再进入到金属的晶格中形成氢化物。金属储氢材料由于其优异的吸附、脱附氢气性能和活化能低的优点，成为目前固态储氢的重点研究方向。

近年来，为了开发高容量的储氢合金，同时基于钒基固溶体型合金具有储氢量大和较高的理论电化学容量，但其电催化活性较差、放电容量不高、吸放氢的动力学性能差的特点，人们对钒基固溶体型合金进行了大量的研究。目前人们主要是通过在钒基固溶体型合金中加入锆(Zr)、铬(Cr)、钛(Ti)、锰(Mn)等微量元素或稀土材料来提高钒基固溶体型的电催化活性，以克服现有的钒基固溶体型吸放氢的动力学性能差的缺点，但是，上述现有技术方案成本较高，因此，有必要进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了克服背景技术的不足之处，而提供一种钒铁基合金/钛钒铬基合金复合储氢材料。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：一种钒铁基合金/钛钒铬基合金复合储氢材料，所述复合储氢材料由钒铁基合金和钛钒铬基合金组成，钒铁基合金的重量百分比含量为60-80%，所述钛钒铬基合金的组成通式为Ti_aZr_bCr_cV_dNi_100-a-b-c-d，钒铁基合金的组成通式为V_xFe_yTi_100-x-yAl_z，其中a/c=0.75，10≤a≤20， 5≤b≤15，20≤c≤25，50≤d≤70，70≤a+b+c+d≤90,a，b，c，d均为原子百分含量，40≤x≤50， 40≤y≤50，88≤x+y≤93，z=0或3.5，且x，y均为原子百分含量。

在上述技术方案中，所述钒铁基合金合金为BCC相合金，其形态为铸态，所述钛钒铬基合金以C14型laves相为主，以V基固溶体和Zr基固溶体为辅的复相结构。

在上述技术方案中，所述钒铁基合金的组分为V_40.0Fe_48.8Ti_11.2Al_3.5，所述钛钒铬基合金的组分为Ti_0.15Zr_0.05Cr_0.16V_0.57Ni_0.2。