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本文综述了作为二次能源的氢能、氢的储存方式及金属氢化物储氢的原理及其应用,并且详述了TiFe合金的储氢性能、活化机理以及合金化、表面改性等对合金储氢性能的影响。鉴于合金化是改善TiFe合金活化性能最有效、最经济的方法,本文采用合金化的方法向富钛合金Ti1.2Fe中添加LaNi5来改善TiFe合金的储氢性能,对非化学计量的Ti1.2Fe+xwt%LaNi5系四元合金的储氢性能进行了系统的研究。 Ti1.2Fe+xwt%LaNi5(x=0,1,2,3,4)系合金的储氢性能研究结果表明,Ti的过量以及LaNi5的添加对合金的活化性能、有效储氢量有明显的影响。在本实验研究范围内,Ti1.2Fe+xwt%LaNi5(x=0,1,2,3,4)系列合金中Ti1.2Fe+3wt%LaNi5的综合性能最佳。该合金在353K及初始氢压为3.5MPa的条件下,经12分钟的孕育期就能开始吸氢;合金在293K时的吸氢量为187ml/g,然后在333K时的放氢量为173.7ml/g。文中还获得了Ti1.2Fe+xwt%LaNi5和Ti1.2Fe+zwt%Ni两个系列合金的ΔHo、ΔSo等热力学常数。 X衍射分析表明Ti1.2Fe+xwt%LaNi5合金中过量的Ti以β-Ti相形式存在;合金中并没有发现LaNi5相的存在,但是合金的晶胞常数随着LaNi5添加量的增大而变大。本文提出Ti1.2Fe+xwt%LaNi5合金的吸放氢可能的机理为:合金中的稀土La和β-Ti首先与H2反应形成稳定的氢化物,由于体积膨胀导致合金中产生大量的显微裂纹,同时产生大量具有新鲜表面的TiFe相,使得H2分子易于通过这些显微裂纹到达清洁的TiFe相表面进行氢化反应,另一方面元素Ni的存在有利于H2分子更快速地被催化离解为H原子来与TiFe发生氢化反应,这样合金在常温下经过几次吸放氢循环后便达到完全活化。