一种高导热性的储氢材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热性的储氢材料及制备方法。制备方法为利用铝粉(Al)、碳纳米管(C)与储氢合金(M)均匀混合，得到的储氢材料导热系数较高，同时具有较高的储氢密度。本发明专利技术提供的一种高导热性储氢材料的混合方法，最佳混合料质量比例为：金属储氢合金：铝粉：碳纳米管＝1:0.01～0.05：0.01～0.05，采用混料机将混合料均匀混合0.5～2小时即可。本发明专利技术使用的原材料容易得到，制备过程简单，操作方便。

A High Thermal Conductivity Hydrogen Storage Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高导热性的储氢材料及其制备方法
本专利技术属于储氢
，特别涉及一种高导热性的储氢材料及其制备方法。
技术介绍
氢具有储氢量丰富、燃烧热值高、清洁无污染等优点，被认为是一种理想的可再生能源。氢能的应用备受国内外的广泛关注。然而，高效安全的储氢技术是制约氢能应用的主要瓶颈之一。固态储氢技术具有体积储氢密度高、储氢压力低、安全性高等特点，得到广泛关注。因此，储氢材料发展的目标是探索储氢容量高，综合性能好的新一代储氢材料。储氢材料在吸氢和放氢过程中伴随的放热和吸热现象，即，储氢材料吸氢时会释放热量，而放氢时需要吸收热量，以LaNi5(AB5型)储氢合金为例，其吸放氢反应焓值为-26.7kJ/mol。储氢合金的放氢速率是实际应用中一个非常重要的指标，材料的传热传质性能对储氢材料的吸放氢速率影响显著。另外，储氢合金吸氢和放氢的过程中会导致储氢合金产生膨胀、收缩，此时所产生的应力将使储氢容器造成不良的影响。所以，有效提高储氢材料的传热传质性能是迫切需要解决的课题，抑制储氢材料膨胀导致的应力问题也是需要解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出了一种高导热性的储氢材料及制备方法，所制成的混合物在不影响储氢密度的基础上，具有较高的导热性。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术第一方面提供了一种高导热性的储氢材料，所述储氢材料的原料包括：金属储氢合金、铝和碳纳米管。在一些实施方式中，所述金属储氢合金、所述铝和所述碳纳米管的质量比为：1：0.01、0.02、0.03、0.04、0.05中任一数字或任两个数字之间的区间：0.01、0.02、0.03、0.04、0.05中任一数字或任两个数字之间的区间，比如，所述金属储氢合金、所述铝和所述碳纳米管的质量比为：1:0.01～0.05：0.01～0.05，优选1：0.05：0.01。在一些实施方式中，所述金属储氢合金选自：AB型金属储氢合金、AB2型金属储氢合金、A2B型金属储氢合金、AB5型金属储氢合金、BCC型金属储氢合金中的一种或多种。在一些实施方式中，所述AB5型金属储氢合金为La0.5Ce0.5Ni4.4Al0.1Mn0.2Co0.3。在一些实施方式中，所述金属储氢合金以粉末的形式存在，粒度为80-400目，例如，80目，100目，200目，300目，400目；所述铝以粉末的形式存在，粒度200-400目，例如200目，300目，400目；所述碳纳米管的直径为26-100nm。在一些实施方式中，所述碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管。在一些实施方式中，所述储氢材料是将所述金属储氢合金、所述铝和所述碳纳米管混料后获得的；在一些实施方式中，所述混料采用混料机完成，在一些实施方式中，所述混料时间为0.5-2h，比如，0.5h，1h，1.5h，2h。本专利技术第二方面提供了一种高导热性的储氢材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：混合金属储氢合金粉、铝粉、碳纳米管粉，得到所述储氢材料。在一些实施方式中，所述金属储氢合金、所述铝和所述碳纳米管的质量比为：1：0.01、0.02、0.03、0.04、0.05中任一数字或任两个数字之间的区间：0.01、0.02、0.03、0.04、0.05中任一数字或任两个数字之间的区间，比如，所述金属储氢合金、所述铝和所述碳纳米管的质量比为：1:0.01～0.05：0.01～0.05，优选1：0.05：0.01。在一些实施方式中，将所述金属储氢合金粉、所述铝粉、所述碳纳米管粉混合0.5-2h，比如，0.5h，1h，1.5h，2h。在一些实施方式中，将金属储氢合金粉碎至80-400目得到所述金属储氢合金粉，例如，80目，100目，200目，300目，400目。在一些实施方式中，将铝粉碎至200-400目得到所述铝粉，例如200目，300目，400目；以及在一些实施方式中，选用直径在26-100nm的所述碳纳米管。在一些实施方式中，所述金属储氢合金粉选自：AB型金属储氢合金粉、AB2型金属储氢合金粉、A2B型金属储氢合金粉、AB5型金属储氢合金粉、BCC型金属储氢合金粉中的一种或多种。在一些实施方式中，所述AB5型金属储氢合金粉为La0.5Ce0.5Ni4.4Al0.1Mn0.2Co0.3。在一些实施方式中，所述碳纳米管为多壁或单壁碳纳米管。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术使用的原材料储氢合金可以为AB、AB2、A2B、AB5、BCC型金属储氢合金中的一种或多种，铝粉(Al)、碳纳米管(C)属于商业化产品，原料容易得到。AB型金属储氢合金可选自FeTi等；AB2型金属储氢合金可选自ZrV2等；A2B型金属储氢合金可选自Mg2Ni等；AB5型金属储氢合金可选自LaNi5、MmNi5(Mm为La,Ce,Sm混合稀土)等；BCC型金属储氢合金可选自Ti-V等。本专利技术使用的碳纳米管可以是单壁碳纳米管，也可以是多壁碳纳米管，当然也可以是扶手椅形纳米管(armchairform)，锯齿形纳米管(zigzagform)或手性纳米管(chiralform)。2.制备过程简单，操作方便等优点。3.所述储氢合金粉的尺寸在80目至400目之间，铝粉尺寸在200-400目，碳纳米管(C)直径在26-100nm。4.所制备的产物具有较高的导热性，导热系数在3.07W/m·K至7.03W/m·K。5.所制备的产物储氢容量较原始储氢合金储氢容量下降量低于10％。附图说明图1为25℃下储氢材料的导热系数随着碳纳米管添加比例变化的曲线图；图2为25℃下储氢材料的导热系数随着铝粉添加比例变化的曲线图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术提供的高导热性储氢材料及其制备方法，主要按照下述步骤实现：(1)将金属储氢合金粉、铝粉、碳纳米管按照以下的1:0.01～0.05：0.01～0.05质量比例混合均匀，放入混料罐内；(2)在混料机上采用混料机，混合时间0.5-2h。上述混料机是在单行星式混料机或者双行星式混料机。实施例1：所选储氢合金粉为AB5型，储氢合金的结构式为La0.5Ce0.5Ni4.4Al0.1Mn0.2Co0.3，该储氢合金通过感应熔炼制备，按照合金结构式称取原料La、Ce、Ni、Co、Mn、Al，经常规熔炼后获得储氢合金，如下简称储氢合金1，将制备的储氢合金1粉碎为80-400目备用。以下实施例中使用的碳纳米管为单壁碳纳米管，直径在26-100nm范围内。选取200-400目的铝粉备用，或将铝粉粉碎为200-400目备用。将上述储氢合金粉末，碳纳米管粉，铝粉按照表1中的设计方案进行混料(其中组1即前述储氢合金1)，放入单行星式混料机，混合均匀，混合时间0.5-2h，得到本专利技术的储氢材料。然后分别测定各储氢材料的导热系数(采用耐驰激光导热系数测量仪，型号LFA467进行测定)，储氢密度(采用Suzuki储氢性能测试仪，型号PCT-1SPWIN仪进行测定)。具体结果参见表1。表1混料配比与储氢材料性能统计表从表1可以看出，当不添加任何添加剂时，储氢合金总的储氢量达到1.52wt％，导热系数为1.101W/m·K，随添加量的增加，储氢材料的储氢容量逐渐降低，而导热系数随着铝粉的增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热性的储氢材料，所述储氢材料的原料包括：金属储氢合金、铝和碳纳米管。

【技术特征摘要】
1.一种高导热性的储氢材料，所述储氢材料的原料包括：金属储氢合金、铝和碳纳米管。2.如权利要求1所述的储氢材料，其特征在于：所述金属储氢合金、所述铝和所述碳纳米管的质量比为：1:0.01～0.05：0.01～0.05，优选1：0.05：0.01。3.如权利要求1所述的储氢材料，其特征在于：所述金属储氢合金选自：AB型金属储氢合金、AB2型金属储氢合金、A2B型金属储氢合金、AB5型金属储氢合金、BCC型金属储氢合金中的一种或多种，优选地，所述AB5型金属储氢合金为La0.5Ce0.5Ni4.4Al0.1Mn0.2Co0.3。4.如权利要求1所述的储氢材料，其特征在于：所述金属储氢合金以粉末的形式存在，粒度为80-400目；所述铝以粉末的形式存在，粒度200-400目；所述碳纳米管的直径为26-100nm。5.如权利要求1所述的储氢材料，其特征在于：所述碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管。6.如权利要求1所述的储氢材料，其特征在于：所述储氢材料是将所述金属储氢合金、所述铝和所述碳纳米管混料后获得的；优选地，所述混料采用混...

【专利技术属性】
技术研发人员：武英，张宝，原建光，阎有花，周少雄，
申请(专利权)人：江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32