貯氫合金哪些金屬

A. 貯氫材料貯氫材料用途

貯氫材料在多個領域展現其廣泛的用途，它們的主要功能包括氫的存儲、運輸、分離、凈化和回收。其中，氫化物熱泵的製作也是其應用之一，這得益於貯氫合金的獨特性質。以貯氫合金製造的鎳氫電池備受青睞，它們具有容量大、無毒安全和持久的使用壽命，成為高效能源存儲的首選。

貯氫材料，正式名稱為貯氫合金或儲氫金屬間化合物，通過特殊的晶體結構，能夠容納大量的氫原子。這些金屬能夠將氫原子穩定地存儲在晶格間隙中，達到儲存氫的驚人效果，最多可容納自身體積1000至1300倍的氫。這種儲存過程是可逆的，且在溫和條件下可以重復一萬次以上。氫的吸入和釋放過程受溫度、壓力和成分影響，但通常顯示出極高的貯氫密度，遠高於標准氫氣和液氫的密度。

正是由於這種特性，貯氫材料在氫氣存儲和運輸中具有顯著的優勢，輕便且安全，不會引發爆炸，且能長時間儲存且損耗小。氫作為一種清潔能源，被譽為理想的能源，燃燒產物僅為水，對環境保護具有顯著貢獻。然而，實現氫能源的廣泛應用，首先要解決氫的存儲難題，因此研究和開發高效的貯氫材料至關重要。

B. 貯氫合金原理

金屬材料的貯氫過程主要基於金屬(M)與氫氣反應生成金屬氫化物(MHx)的原理：

化學方程式為：M + xH2 → MHx + H，這個過程伴隨著生成熱的釋放。金屬與氫的結合和分離是一個可逆反應，正向反應即吸收氫氣並釋放熱量，逆向反應則是釋放氫氣並吸收熱量。通過調整溫度和壓力，這個反應可以雙向進行，從而實現金屬材料的氫氣存儲和釋放功能。

目前，科研人員和工業界正在探索和應用的貯氫合金主要包括鎂(Mg)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、釩(V)、鋯(Zr)以及稀土金屬等作為基礎成分。在這些合金中，還常常添加其他元素如鉻(Cr)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)和銅(Cu)，以優化其性能和適應不同的應用場景。

C. 常用的儲氫材料有哪些

已實用和研究發展中的貯氫材料主要有：

①鎂系貯氫合金。主要有鎂鎳、鎂銅、鎂鐵、鎂鈦等合金。具有貯氫能力大（可達材料自重的5.1%～5.8%）、價廉等優點，缺點是易腐蝕所以壽命短，放氫時需要250℃以上高溫。

②稀土系貯氫合金。主要是鑭鎳合金，其吸氫性好，容易活化，在40℃以上放氫速度好，但成本高。

③鈦系貯氫合金。有鈦錳、鈦鉻、鈦鎳、鈦鐵、鈦鈮、鈦鋯、鈦銅及鈦錳氮、鈦錳鉻、鈦鋯鉻錳等合金。其成本低，吸氫量大，室溫下易活化，適於大量應用。

D. 貯氫合金的原理

金屬貯氫的原理在於金屬(M)與氫生成金屬氫化物(MHx) ：
M + xH2 → MHx + H（生成熱）
金屬與氫的反應，是一個可逆過程。正向反應，吸氫、放熱；逆向反應，釋氫、吸熱。改變溫度與壓力條件可使反應按正向、逆向反復進行，實現材料的吸釋氫功能。
目前在研和已投入使用的合金成分有：Mg, Ti, Nb, V, Zr和稀土類金屬，添加成分有：Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Cu等。