[发明专利]一种Ti-Cr-Mn基储氢合金及制备方法

说明书

本发明公开了一种Ti‑Cr‑Mn基储氢合金及制备方法，该Ti‑Cr‑Mn基储氢合金的通式为(TiZr)subgt;1+k/subgt;Crsubgt;2‑x‑y/subgt;Mnsubgt;x/subgt;Fesubgt;y/subgt;，其中，k表示TiZr侧过化学计量数，x、y分别表示Mn和Fe的原子数，取值范围满足以下条件：k为0.01‑0.05，x为0.1‑0.9，y为0.1‑0.9。该储氢合金的平台压可控，在室温时吸放氢压力≤8MPa；90℃以上且低于100℃时吸放氢压力25Ma；在298～363K温度范围，放氢平台压从5MPa可升压到27MPa左右，温区范围和压力范围尤其适用于氢压缩机初级氢压缩储氢材料。

技术领域

本发明属于储氢材料技术领域，具体而言，本发明涉及一种Ti-Cr-Mn基储氢合金及制备方法。

背景技术

面向高密度安全储氢需求，创制基于我国资源优势的高密度储氢材料和氢压缩材料，是加氢站用高安全固态储供氢系统的基础。采用三级氢压缩机，初级氢压缩储氢材料供给25MPa压力，中级氢压缩储氢材料供给35MPa压力，末级氢压缩储氢材料供给85MPa。主要是满足加氢站35MPa和70MPa的加注压力需求。初级压缩储氢材料，要求从低压升压到25MPa，材料的选型和制备至关重要，是第一环节。开发平台氢压高度匹配的高压缩比静态氢压缩材料，实现氢压缩材料在低于100℃下放氢平衡压分别达25、45、85MPa是氢压缩材料是实现氢能大规模利用的重要支撑。其中，25MPa初级氢压缩机用储氢合金及制备方法是关键环节。

AB₂型储氢材料，有锆基和钛基两大类，该二元合金的储氢量大、易活化、动力学性能好，备受科学界和产业界关注。锆作为我国战略新型矿产资源之一，对外依存度长期在90％以上。2017年，我国产量不足1万吨，需求量达62.3万吨，2020年进口需求量超过100万吨。中国锆资源储量50万t，占全球储量不足1％，均为锆石矿床，锆石砂矿主要集中在以海南文昌为代表的东南沿海地区，其中海南的锆石砂矿储量占全国砂矿总储量的67％，占全国锆资源储量的19％，是国内目前唯一能被开采的滨江砂矿。我国的钛资源居世界首位，国内外发现钛资源总储量近20亿吨，我国约占48％。全国有20个省市自治区有钛矿，其中98.9％是钛铁矿，仅1％左右是金红石矿。钒钛磁铁矿是我国储量最大的一种，占全国钛资源的90％，主要分布在四川攀枝花和承德。因此，基于我国资源优势考虑，创新性制备高密度储氢材料和氢压缩材料，应优先考虑钛基AB₂型储氢材料。