稀土储氢材料的主要应用
MmNi5H6.3
1.4 3.4(80) - 26.4
LaNi3
LaNi3H4.5 1.4
无平台
AB3-3.5 CaNi3
CaNi3H4.4 2.0
0.04 (20) - 35.0
La0.7Mg0.3 Ni2.8Co0.5 La0.7Mg0.3Ni 2.8Co0.5H4.73பைடு நூலகம்
1.6
0.06 (60)
为 了 适 应 多 种 镍 氢 电 池 的 要 求,储 氢合金的品种分为常规型、高容量型、功 率( 动 力 )型、低 温 型、高 温 型、低 自 放 电型等,详见下表。
各类型的特点
AB5 型 AB3 型 A2B7 型
理论放电容量(mAh/g) 372 480 430
实际放电容量(mAh/g) 340 420 410
以 MnNi4.5 Al0.5 合 金 储 氢 装 置 为 例,该 储 氢 系 统 与 15MPa 高 压 气 瓶 贮 氢 方 式 相 比 ,在 相 同 储 氢 量 下 ,其 容 器 体 积 仅 为 高 压 气 瓶 的 1/4( 见 上 方 示 意 图 ),并 且 容 器 压 力 降 到 1MPa 以 下, 提 高 了 安 全 性 ;同 时 还 提 高 了 氢 的 纯 度(可得到 99.9999% 的高纯氢),可提 高 燃 料 电 池 效 率 和 寿 命。世
HEV 用镍氢电池的使用寿命达到了 8 年或者是 16 万公里。目前 85% 的 HEV 采 用 镍 氢 电 池,未 来 一 段 时 间 镍 氢 动 力
类型 合金
氢化物 吸氢量 /wt.% 放氢压(温度)/MPa(℃) 氢化物生成热 /kJ mol-1H2
AB5
LaNi5
MmNi5
LaNi5H6
1.4 0.4(50) - 30.1
循环寿命(次,60%)
1000 > 300 > 500
为 促 进 燃 料 电 池 的 实 用 化,近 些 年 固 态 金 属 氢 化 物 储 氢 技 术 受 到 关 注,其 特点是 :体积储氢密度高 ;安全性好 ; 不需要高压容器和隔热容器 ;可得到高 纯度氢。
储氢能力比较
主要应用材料
材料名称与应用原理见下表。
最大应用市场——镍氢电池
镍 氢 电 池 具 有 能 量 密 度 高、循 环 寿 命长、动力学性能良好、环境友好和安全 性 好 等 优 点,广 泛 应 用 于 便 携 式 电 子 设 备、电动工具、混合电动车(HEV)。就技 术水平看,在各类动力电池中,镍氢电池 的综合优势最为明显。
电池仍是油电混合车或电动汽车的首选 电源。
应用 | Application
稀土储氢材料的主要应用
稀土储氢材料应用于国民经济中的 冶 金、石 油 化 工、光 学、磁 学、电 子、生 物医疗和原子能工业的各大领域的 30 多 个 行 业,但 主 要 应 用 领 域 是 高 性 能 充 电 电池—镍氢电池。
稀土储氢材料的主要类型
稀 土 储 氢 材 料 主 要 有 两 类 :LaNi5 型 储 氢 合 金(AB5 型 )和 La-Mg-Ni 系 储 氢合金(AB3 型、A2B7 型),详见下表。
名称 电极材料 贮氢材料 蓄热材料 压力传动材料 氢分离材料 催化材料 储能材料
主要应用及原理 金属氢化物(MH)电极,氢气的电化学吸收 / 释放介质。MH /Ni 电池,MH/Air 电池。 氢气直接贮存和运输介质。储氢罐,燃料电池供氢装置。 金属氢化物反应热效应。余热储存,热能传输,热泵(空调)。 金属氢化物反应压力 - 温度关系。压缩机、压力传感器。 对氢或氢的同位素选择性吸收。 为有氢参与的反应提供高活性的氢源。 电能、风能等的调节。
( 本文资料主要选自 2010 国际稀土研讨 会演讲稿《稀土储氢材料的现状及发展趋势》, 演讲者 :闫慧忠 )
68 世界有色金属 2011年 第3期