贮氢合金哪些金属

A. 贮氢材料贮氢材料用途

贮氢材料在多个领域展现其广泛的用途，它们的主要功能包括氢的存储、运输、分离、净化和回收。其中，氢化物热泵的制作也是其应用之一，这得益于贮氢合金的独特性质。以贮氢合金制造的镍氢电池备受青睐，它们具有容量大、无毒安全和持久的使用寿命，成为高效能源存储的首选。

贮氢材料，正式名称为贮氢合金或储氢金属间化合物，通过特殊的晶体结构，能够容纳大量的氢原子。这些金属能够将氢原子稳定地存储在晶格间隙中，达到储存氢的惊人效果，最多可容纳自身体积1000至1300倍的氢。这种储存过程是可逆的，且在温和条件下可以重复一万次以上。氢的吸入和释放过程受温度、压力和成分影响，但通常显示出极高的贮氢密度，远高于标准氢气和液氢的密度。

正是由于这种特性，贮氢材料在氢气存储和运输中具有显著的优势，轻便且安全，不会引发爆炸，且能长时间储存且损耗小。氢作为一种清洁能源，被誉为理想的能源，燃烧产物仅为水，对环境保护具有显著贡献。然而，实现氢能源的广泛应用，首先要解决氢的存储难题，因此研究和开发高效的贮氢材料至关重要。

B. 贮氢合金原理

金属材料的贮氢过程主要基于金属(M)与氢气反应生成金属氢化物(MHx)的原理：

化学方程式为：M + xH2 → MHx + H，这个过程伴随着生成热的释放。金属与氢的结合和分离是一个可逆反应，正向反应即吸收氢气并释放热量，逆向反应则是释放氢气并吸收热量。通过调整温度和压力，这个反应可以双向进行，从而实现金属材料的氢气存储和释放功能。

目前，科研人员和工业界正在探索和应用的贮氢合金主要包括镁(Mg)、钛(Ti)、铌(Nb)、钒(V)、锆(Zr)以及稀土金属等作为基础成分。在这些合金中，还常常添加其他元素如铬(Cr)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)和铜(Cu)，以优化其性能和适应不同的应用场景。

C. 常用的储氢材料有哪些

已实用和研究发展中的贮氢材料主要有：

①镁系贮氢合金。主要有镁镍、镁铜、镁铁、镁钛等合金。具有贮氢能力大（可达材料自重的5.1%～5.8%）、价廉等优点，缺点是易腐蚀所以寿命短，放氢时需要250℃以上高温。

②稀土系贮氢合金。主要是镧镍合金，其吸氢性好，容易活化，在40℃以上放氢速度好，但成本高。

③钛系贮氢合金。有钛锰、钛铬、钛镍、钛铁、钛铌、钛锆、钛铜及钛锰氮、钛锰铬、钛锆铬锰等合金。其成本低，吸氢量大，室温下易活化，适于大量应用。

D. 贮氢合金的原理

金属贮氢的原理在于金属(M)与氢生成金属氢化物(MHx) ：
M + xH2 → MHx + H（生成热）
金属与氢的反应，是一个可逆过程。正向反应，吸氢、放热；逆向反应，释氢、吸热。改变温度与压力条件可使反应按正向、逆向反复进行，实现材料的吸释氢功能。
目前在研和已投入使用的合金成分有：Mg, Ti, Nb, V, Zr和稀土类金属，添加成分有：Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Cu等。