[发明专利]一种免活化储氢材料及其制备方法和装置

说明书

本发明提供了一种免活化储氢材料及其制备方法和装置，所述制备方法包括如下步骤：(1)将A类金属、B类金属、C类金属和金属锰混合后依次进行熔炼以及退火，得到合金铸锭；(2)无氧环境下破碎步骤(1)所得合金铸锭，过筛后得到合金粉末；(3)无氧环境下均匀混合导热剂和步骤(2)所得合金粉末后得到所述免活化储氢材料。本发明所述制备方法通过在无氧环境下制备免活化储氢材料，可以避免将合金材料被氧气钝化，使得制备得到的免活化储氢材料在正式使用前不需要进行加氢还原活化处理，避免了合金钝化后未被完全活化，导致材料表面或者内部空隙无法起到吸氢的作用的缺陷。

技术领域

本发明属于环保材料领域，涉及一种储氢材料，尤其涉及一种免活化储氢材料及其制备方法和装置。

背景技术

伴随着社会的发展和不断的进步，人类赖以生存的能源结构也随之发生了翻天覆地的变化，从原始的化石燃料，到工业革命时期的蒸汽能和电能，再到近期的太阳能、风能和水能等。迄今为止，当今社会主要依赖的能源依然是化石燃料，在广泛利用化石燃料的同时，人们发明能够供人类使用的化石燃料日益枯竭并且由于化石燃料的燃烧使得环境污染日益严重，因此，开发并利用清洁无污染的可再生能源是世界各国关注的焦点。氢作为一种清洁无污染、能量密度高、来源广泛的可再生性新能源，已受到广大科研工作者广泛的关注。

关于氢能的研究开发方面，目前面临氢气的发生、储存和利用三大问题。氢气的储存是氢能开发利用的关键。目前，许多国家都将储氢技术研究列为重大科技计划项目。氢的储运，按照氢的储存方法可以分为3种：(1)气体氢储存技术：将氢气压缩后存储在高压容器中，缺点是钢瓶储存氢气的容积小、储氢量小，并且有爆炸的危险；(2)液态氢存储技术：将液态氢液化后存储在绝热容器中，液态储氢一般应用于航空航天等重大项目中，由于氢气需要冷却至-253℃左右才能被液化，能耗高，液体储存箱庞大，需要很好的绝热装置来隔热，而且容易渗漏，对储罐的绝热性能要求高；(3)固体氢储存技术：氢气与储氢材料通过物理或化学的方式想结合的固体储氢方式。固体氢储存技术能有效克服气、液两种储存方式的不足，而且储氢体积密度大、安全度高、运输方便、操作容易。随着储氢合金的应用，氢气可以以原子或氢化物的形式储存在储氢合金内，具有储氢密度高，储存容器的耐高压和绝热性能要求相对较低，安全性好等优点成为氢气储存的一种潜在的理想方式。

CN 110788331A公开了一种含铜复合储氢合金及其制备方法、复合固态储氢罐及储放氢性能测试方法。所述含铜复合储氢合金由85-98％的储氢合金粉末和5-15％的铜材料制成。其制备方法包括以下步骤：制备储氢合金粉末的步骤；准备铜材料的步骤；将所述铜材料与所述储氢合金粉末混合制成所述含铜复合储氢合金的步骤。该专利制备得到的含铜复合储氢合金在储氢前需要对所述含铜复合储氢合金进行活化处理。

CN 112961996A公开了一种稀土储氢合金及其制备方法和用途，所述制备方法包括以下步骤：将A类金属、B类金属和稀土金属混合后依次进行熔炼和真空吸铸，得到合金棒；将得到的合金棒进行表面改性，得到稀土储氢合金。该专利制备得到的稀土储氢合金通过表面改性实现了稀土氧化物相和合金表面氧化皮的有效溶解，形成了较为疏松的表面，提升了合金的吸放氢速率。但是该稀土储氢合金在吸氢前需要进行活化处理。

CN 109913700A公开了一种表面微孔化镀镍储氢合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：熔炼、制备储氢合金薄带、表面微孔化、氟化、镀镍。所述方法能有效改善储氢合金表面镀层与合金表面的结合力，从而提升储氢合金的循环稳定性。但是在其储氢时，仍需要氢气还原活化处理。

上述方法在制备过程中不可避免的要将高活性的合金进行钝化处理，然后在正式使用前进行加氢还原活化处理。如此，会造成高活性的合金钝化后未被完全活化，导致材料表面或者内部空隙无法起到吸氢的作用，从而降低性能，同时增加合金使用量导致成本上升。另外，合金会与氧气进行剧烈的反应，在钝化过程中对于操作人员造成人身伤害，同时大量的反应放热，会造成材料不可控制的改变结构和状态等，最终影响性能的稳定性。