[发明专利]一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法及其专用设备

摘要

本发明公开了一种研究储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法及其专用设备。测试设备由气体循环系统，样品室加热冷却系统，计算机数据采集及控制系统组成。其中气体循环系统为测试系统提供真空环境和高纯氢气源；样品室加热冷却系统对测试样品进行快速加热冷却循环；计算机数据采集及控制系统控制加热冷却程序运行及相应的电磁阀、电动阀的开闭动作，并实时采集系统压力温度信号。该系统在完成储氢合金热致吸放氢循环测试的同时可原位进行合金吸放氢性能如PCT曲线、动力学曲线及恒温吸放氢寿命的测试。

主权项

一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法，其特征在于：首先根据储氢合金的使用条件确定热致循环的高温值TH、低温值TL，分别测试合金在此高低温的PCT曲线，得到该合金在高温的放氢平台压力值PHeq、在低温的吸氢平台压力值PLeq和饱和吸氢比x，将以上数据带入以下公式，以确定需要的样品量和贮气室体积的关系， V = 500 RT 0 mx M ( P Heq - P Leq ) + T 0 ( P Leq T H - P Heq T L ) ( V S - m / ρ ) T H T L ( P Heq - P Leq ) m：合金样品质量gM：合金的摩尔质量g/molVs：样品室体积cm3V：贮气室体积cm3，贮气室体积包括扩容瓶体积和连接管道固有体积x：合金饱和吸氢比，x＝合金饱和吸氢原子摩尔量/合金原子摩尔量ρ：合金密度g/cm3R：气体常数8.31441J·mol-1·K-1T0：室温温度KTL、TH单位为K，PLeq、PHeq单位为kPa；然后调整扩容储气瓶的使用以适应所得贮气室体积要求，将样品装入样品室，开启真空泵，对样品及整个实验设备进行彻底的真空除气后关闭真空泵；开启水泵将样品室冷却至实验所需低温，开启氢气瓶阀门，调整氢气瓶上减压阀的输出压力使其高于PLeq，将氢气瓶与样品室接通，对样品充氢使合金吸氢饱和后继续升压至实验所选低温压力值后关闭连接在氢气瓶上的阀门；最后在电脑操作界面设定实验为热致循环，设置实验的高温TH和高温保持时间tH，低温TL和低温保持时间tL，冷却水温度Tc，超温报警温度TA，需要进行的循环次数n，选择开始循环，开始对样品的加热冷却循环；在热致循环完成所需次数后，取出样品室放入恒温水浴，对样品进行吸放氢PCT、动力学的测试，确定其吸氢性能；对样品进行不同的热致循环次数n并分别测得其吸氢性能如饱和吸氢量x、储氢合金吸氢量达到考察吸氢量x0所需时间即吸氢速度tx0等，以n为横坐标，相应的吸氢性能指标为纵坐标作图，即得该储氢合金样品在TL～TH温度区间热致吸放氢寿命曲线。