新型“长寿”合金有助氢能产业发展

扬州大学机械工程学院教授刘晶晶团队近日在《国际氢能杂志》(International Journal of Hydrogen Energy)上发表论文。该论文在LaNi4Co合金的基础上，通过研究合金在长期吸/放氢循环过程中的衰减机理，探讨提高AB5型储氢合金循环稳定性的有效方法，为提高材料性能、推动金属氢化物储氢更好地应用到实际生产中提供理论依据。

氢能源作为一种清洁可再生能源，自21世纪以来获得了越来越多的关注。而将氢能源运用到实际当中最重要的一点就是解决氢气的存储与运输的问题。无论是从操作安全性还是从操作简易性角度来讲，金属氢化物储氢都是最佳的选择。

“氢能是公认的理想能量载体和具有发展潜力的清洁能源，具有燃烧热值高、燃烧产物对环境无污染、资源丰富等优点。”刘晶晶介绍，氢能储运和利用过程中均涉及到众多储氢材料的应用，而在这些材料中，基于LaNi5二元合金的AB5型合金一直以来受到人们的广泛关注，作为镍氢电池负极材料已经投入使用，并在氢压缩、燃料电池、氚工程等领域表现出广阔的应用前景。

据介绍，LaNi5储氢合金最早发现于1969年荷兰飞利浦实验室。氢气在被LaNi5合金吸收后在其表面解离成氢原子进入晶体，形成金属氢化物，实现储氢的目的。该合金具有许多优点，但与此同时缺点也比较明显，比如随着吸/放氢循环容量衰减严重、易于粉化、吸/放氢循环中晶胞的膨胀率较大等。

针对这些问题，刘晶晶团队开始着手研发，其设计的合金不仅具有易活化、吸氢速率快、平台压适中等优点，还具有环境友好、性价比高、使用寿命长等优势。此外，合金化学组成简单，特定元素作用机理易于准确把握，有利于进一步优化和大规模生产，为该合金体系的工业化、商业化打下基础。

据悉，截至目前，该研究项目已在SCI工程技术二区期刊发表5篇国际权威论文，一篇关于LaNi4.25Sn0.75合金性质的学术论文和一篇关于元素取代对AB5型合金长期使役过程中性能和结构影响规律的综述已在写作过程中，预计将在明年2月份完成，并申请专利。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.04.111