一种AB2-AB5型复合储氢材料及其制备方法、设备和应用技术

本发明专利技术提供了AB2‑

【技术实现步骤摘要】
一种AB2‑
AB5型复合储氢材料及其制备方法、设备和应用


[0001]本专利技术属于储氢材料
，特别涉及一种AB2‑
AB5型复合储氢材料及其制备方法、设备和应用。

技术介绍

[0002]储氢合金的相结构类型包含AB2型和AB5型，AB2型Laves相储氢合金由于其具有容量高、循环寿命好等优点而在储氢领域被广泛应用，但由于AB2型Laves相储氢合金表面容易形成表面氧化层(钝化膜)和电化学催化活性差等原因，使AB2型Laves相贮氢合金存在着初期活化速率低和高倍率放电性能差的缺点，此外，在实际应用中AB2型合金容易一氧化碳中毒也是阻碍该类型材料应用的重要原因之一。许多研究利用处理液对合金表面进行刻蚀，部分或完全除去合金表面的氧化膜，例如热碱处理、碱性还原处理和氟化物处理等，但效果不甚理想。
[0003]虽然AB2型Laves相合金电极的放电容量和循环寿命优于AB5型稀土合金，但AB2型合金的活化性能和高倍率放电性能却不如AB5型合金的性质，同时注意到稀土基合金不仅本身具有贮氢性能，而且也对氢化和氢化物分解过程具有催化作用。利用具有催化活性的金属粉末或合金粉末进行表面沉积及表面包裹其他化合物进行改性，是改善AB2型Laves相贮氢合金活化性能的有效方法之一，目前鲜有将AB2和AB5型储氢材料进行复合以制备性能优异的储氢合金复合材料。
[0004]传统的表面包覆主要采取球磨的方式进行，然而传统球磨方式无法将AB5型储氢合金完全包覆在AB2型储氢合金表面，包覆效果较差，包覆不均匀，易造成晶格缺陷，球磨方式无法大规模工业化批量生产，球磨过程操作复杂，且在包覆完成后材料中并不会出现单一的AB5合金包覆AB2合金材料，还会出现AB2合金包覆AB5合金材料以及未包覆的AB2合金及AB5合金，而材料中包覆效果差直接影响其储氢性能。
[0005]因此，亟需开发一种新的制备方法来制备AB2‑
AB5型复合储氢材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种AB2‑
AB5型复合储氢材料及其制备方法、设备和应用，该方法工艺简单、易控制，省时省力，包覆过程自动化程度高，AB5型储氢合金粉包覆在AB2型储氢合金粉的颗粒表面，包覆牢固，稳定性好，复合材料具有优良的储氢性能。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0008]一种AB2‑
AB5型复合储氢材料，包括AB5型储氢合金粉和AB2型储氢合金粉，AB5型储氢合金粉包覆在AB2型储氢合金粉的颗粒表面，AB5型储氢合金粉和AB2型储氢合金粉的质量比为1
‑
2:10；
[0009]AB5型储氢合金粉的化学组成为MlNi
4.7
Co
0.3
Mn
0.2
Al
0.1
；
[0010]AB2型储氢合金粉的化学组成为Ti
0.05
Zr
0.38
V
0.2
Mn
0.2
Ni
0.54
Mo
0.06
。
[0011]本专利技术还提供了一种AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012]将AB5型储氢合金粉通过粘结剂包覆在AB2型储氢合金粉的颗粒表面，得AB2‑
AB5包覆型复合粉；
[0013]所述AB5型储氢合金粉的化学组成为MlNi
4.7
Co
0.3
Mn
0.2
Al
0.1
；
[0014]所述AB2型储氢合金粉的化学组成为Ti
0.05
Zr
0.38
V
0.2
Mn
0.2
Ni
0.54
Mo
0.06
；
[0015]将AB2‑
AB5包覆型复合粉通过真空干燥、熔覆、冷却，得到AB2‑
AB5型复合储氢材料。
[0016]进一步地，所述AB5型储氢合金粉由AB5型储氢合金活化、放氢后于惰性气氛中粉碎、过筛得到；
[0017]所述AB5型储氢合金的化学组成为MlNi
4.7
Co
0.3
Mn
0.2
Al
0.1
；
[0018]所述AB2型储氢合金粉由AB2型储氢合金活化、放氢后于惰性气氛中粉碎、过筛得到；
[0019]所述AB2型储氢合金的化学组成为Ti
0.05
Zr
0.38
V
0.2
Mn
0.2
Ni
0.54
Mo
0.06
。
[0020]进一步地，所述AB5型储氢合金按AB5型储氢合金的化学组成称取纯度在99.9％以上的金属原料，在惰性气氛下，采用真空感应熔炼法制备得到；
[0021]所述AB2型储氢合金按AB2型储氢合金的化学组成称取纯度在99.9％以上的金属原料，在惰性气氛下，采用真空感应熔炼法制备得到。
[0022]进一步地，所述AB2型储氢合金的活化条件是：活化温度为300℃，活化的氢压为5.0Mpa，保压时间为0.5h；
[0023]所述AB5型储氢合金的活化条件是：活化温度为300℃，活化的氢压为5.0Mpa，保压时间为0.5h。
[0024]进一步地，所述AB2型储氢合金粉的颗粒粒径为200
‑
300目；所述AB5型储氢合金粉的颗粒粒径为400目。
[0025]进一步地，所述AB2‑
AB5包覆型复合粉的制备方法为：
[0026]将AB2型储氢合金粉与粘结剂搅拌混合，得到表面包裹有粘结剂的AB2型储氢合金粉；
[0027]将AB5型储氢合金粉与表面包裹有粘结剂的AB2型储氢合金粉搅拌混合，得到表面沾满AB5型储氢合金粉的AB2‑
AB5包覆型复合粉。
[0028]进一步地，所述粘结剂与AB2型储氢合金粉的质量比为1:10
‑
20。
[0029]进一步地，所述AB5型储氢合金粉与AB2型储氢合金粉的质量比为1
‑
2:10。
[0030]进一步地，所述真空干燥的条件为：烘干温度80
‑
120℃，烘干时间0.5
‑
1h。
[0031]进一步地，真空干燥后的AB2‑
AB5包覆型复合粉在温度为1300～1400℃的惰性气氛下熔覆，然后于惰性气氛下冷却。
[0032]本专利技术还提供了上述AB2‑
AB5型复合储氢材料或AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法制备得到的AB2‑
AB5型复合储氢材料在储氢领域中的应用。
[0033]本专利技术还提供了一种熔覆装置，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AB2‑
AB5型复合储氢材料，其特征在于，包括AB5型储氢合金粉和AB2型储氢合金粉，所述AB5型储氢合金粉包覆在AB2型储氢合金粉的颗粒表面，所述AB5型储氢合金粉和AB2型储氢合金粉的质量比为1
‑
2:10；所述AB5型储氢合金粉的化学组成为MlNi
4.7
Co
0.3
Mn
0.2
Al
0.1
；所述AB2型储氢合金粉的化学组成为Ti
0.05
Zr
0.38
V
0.2
Mn
0.2
Ni
0.54
Mo
0.06
。2.一种AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将AB5型储氢合金粉通过粘结剂包覆在AB2型储氢合金粉的颗粒表面，得AB2‑
AB5包覆型复合粉；所述AB5型储氢合金粉的化学组成为MlNi
4.7
Co
0.3
Mn
0.2
Al
0.1
；所述AB2型储氢合金粉的化学组成为Ti
0.05
Zr
0.38
V
0.2
Mn
0.2
Ni
0.54
Mo
0.06
；将AB2‑
AB5包覆型复合粉通过真空干燥、熔覆、冷却，得到AB2‑
AB5型复合储氢材料。3.根据权利要求2所述的AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于：所述AB5型储氢合金粉由AB5型储氢合金活化、放氢后于惰性气氛中粉碎、过筛得到；所述AB5型储氢合金的化学组成为MlNi
4.7
Co
0.3
Mn
0.2
Al
0.1
；所述AB2型储氢合金粉由AB2型储氢合金活化、放氢后于惰性气氛中粉碎、过筛得到；所述AB2型储氢合金的化学组成为Ti
0.05
Zr
0.38
V
0.2
Mn
0.2
Ni
0.54
Mo
0.06
。4.根据权利要求3所述的AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于：所述AB5型储氢合金按AB5型储氢合金的化学组成称取纯度在99.9％以上的金属原料，在惰性气氛下，采用真空感应熔炼法制备得到；所述AB2型储氢合金按AB2型储氢合金的化学组成称取纯度在99.9％以上的金属原料，在惰性气氛下，采用真空感应熔炼法制备得到。5.根据权利要求3所述的AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于：所述AB2型储氢合金的活化条件是：活化温度为300℃，活化的氢压为5.0Mpa，保压时间为0.5h；所述AB5型储氢合金的活化条件是：活化温度为300℃，活化的氢压为5.0Mpa，保压时间为0.5h。6.根据权利要求2所述的AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于：所述AB2型储氢合金粉的颗粒粒径为200
‑
300目；所述AB5型储氢合金粉的颗粒粒径为400目。7.根据权利要求2所述的AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于：所述AB2‑
AB5包覆型复合粉的制备方法为：将AB2型储氢合金粉与粘结剂搅拌混合，得到表面包裹有粘结剂的AB2型储氢合金粉；将AB5型储氢合金粉与表面包裹有粘结剂的AB2型储氢合金粉搅拌混合，得到表面沾满AB5型储氢合金粉的AB2‑
AB5包覆型复合粉。8.根据权利要求7所述的AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于：所述粘结剂与AB2型储氢合金粉的质量比为1:10
‑
20。9.根据权利要求2所述的AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于：所述AB5型储氢合金粉与AB2型储氢合金粉的质量比为1
‑
2:10。10.根据权利要求2所述的AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于：所述真空干燥的条件为：烘干温度80
‑
120℃，烘干时间0.5
‑
1h。
11.根据权利要求2所述的AB2‑
AB5型复合储氢材料的制备方法，其特征在于：真空干燥后的AB2‑
AB5包覆型复合粉在温度为1300～1400℃的惰性气氛下熔覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉力强，
申请(专利权)人：安泰环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：