材料四要素关系及储氢合金_第1页
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文档简介

材料的四要素：材料四要素之间的关系：材料的性质取决于其内部结构，只有改变了材料的内部结构才能达到改变和控制材料性能的目的，而材料的合成和加工工艺常常对材料的结构起决定性作用。从材料的产生到进入使用过程，直至损耗，四大要素存在着逻辑上的因果顺序，即：新型的功能性材料：储氢合金结构：新型的功能性材料：储氢合金结构：性能：性质：金属氢化物不仅具有储氢特性，而且具有将化学能与热能或机械能相互转化的机能，从而能利用反应过程中的焓变开发热能的化学储存与输送，有效利用各种废热形式的低质热源。使用性能：1）氢气储存量大、吸收与释放速度高；2）离解温度（即氢与材料的化学结合破坏，从而还原成氢气并释放出来的温度）较低。加工工艺：1.1）物理法储氢主要利用物理吸附和液化氢气。2）化学法储氢第一步可能是物理吸附也可能是化学吸附，第二步则是储氢材料和氢气生成氢化物，然后氢化物在一定条件下放出氢气以达到储氢目的。2.氢溶于金属可以分为两类：一类是氢溶入时放热，另一类是氢溶入时吸热。放热反应的往往是氢和金属直接结合形成氢化物相。应用：1.用于氢气的储存和运输氢储存是储氢金属氢化物的最基本的应用。金属氢化物储氢密度高，其原子密度比相同温度、压力条件下的气态氢大1000倍。氢以金属氢化物形式存在于储氢合金中，安全可靠，便于氢的运输和传递。2.用于合成化学中催化加氢与脱氢在合成化学中，储氢合金材料可用于加氢与脱氢反应的催化剂，反应条件温和，具有较高的催化活性。例如，TiFe及TiRu合金在合成氨反应中的催化作用。相关实验表明TiFe合金具有良好的催化活性，特别是在TiFe合金中加入少量Ru可使TiFe的活性提高5倍，活化能从62J/mol降至38J/mol。用于储氢合金电极材料根据相关研究发现LaNi5和TiNi系储氢合金不仅具有阴极储氢能力，而且对氢的阳极氧化也有催化作用。热泵、空调及热储存把热从低温物体输送到高温物体的装置称为热泵。热泵启动时，高温物体会逐渐升温，低温物体的温度会逐渐降低，因此，热泵既有供热的作用，又有制冷的功能。储氢合金吸—放氢时伴随着巨大的热效应，发生热能—化学能的相互转换，其可逆性好，反应速度快

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