【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储氢合金，具体涉及一种高性能稀土储氢合金及其制备方法。
技术介绍
1、氢能在交通、储能、化工、钢铁、半导体等领域有着广泛的应用前景，对节能、降耗、减碳非常重要。未来氢能在多个行业广泛应用已成为必然之势。氢储能作为一种将可再生能源电力转化成氢气储存起来的技术，是一种清洁无污染、能量密度高、运行维护成本低、存储时间长、氢利用形式多样的新型大规模储能技术，可有效解决风能、太阳能等新能源发电稳定并网和弃风弃光问题，并能大幅度降低碳排放。现在常见的储氢技术有高压储氢、液态储氢和合金储氢。与前两种储氢技术相比，合金储氢的体积储氢密度高、储氢压力低、安全性高，是非常有应用前景的储氢方式之一。
2、以前应用较成熟的ab5型储氢合金主要集中在镍氢电池行业，价格高和储氢量低的缺陷限制了其在气固储氢领域大规模应用。目前最有望产业化的合金储氢材料是钛系ab2型储氢合金，因为该合金相较于其他类型的储氢合金，具有原料成本低、储氢密度高的优点。然而ab2型储氢合金仍存在活化困难、循环稳定性差的缺点。cn115377433a公开一种高性能ab2型储氢合金的制备方法，通过悬浮熔炼、甩带熔炼、与石墨烯进行高能球磨，实现了常温活化。但该制备过程包含两种熔炼工艺，流程复杂，造成实际生产过程中成本高，且与石墨烯进行高能球磨，不利于批量化制备。cn116411214a公开一种ab2型储氢合金及其制备方法与应用，通过在合金中添加金属钙，实现常温活化、晶格稳定，有效放氢量显著增加。钙的价格较高，会造成合金材料整体成本升高；且钙的沸点为1484℃，而大
3、储氢合金仍有待进一步改进。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决以上技术问题之一。
2、本专利技术提供一种高性能稀土储氢合金及其制备方法，通过元素掺杂、稀土改性和工艺调控设计制备高性能、低成本的新型储氢合金。
3、一种储氢合金，含有ti、cr、mn、si和re，re为la、ce中的至少一种；其中，ti、cr、mn、si和re的原子比为(0.6-1):(0.4-1):(0.6-1.5):(0.1-0.5):(0.01-0.15)。
4、在一些实施例，re为la。
5、在一些实施例，re为ce。
6、具体地，所述储氢合金中，ti、cr、mn、si和re的原子比为(0.8-1):(0.6-0.8):(0.8-1.3):(0.2-0.4):(0.025-0.15)。
7、具体地，所述储氢合金中，ti、cr、mn、si和re的原子比为1:0.75:1.25:0.2:0.025。
8、相对于ticrmn储氢合金(例如ticr0.75mn1.25)，本专利技术发现加入si可以提高合金有效放氢量；但如果si不在上述范围内，则有效放氢量显著降低；在此基础上，稀土(la、ce)的加入可以进一步降低合金的活化能，也可以抑制偏析，使材料成分一致性好，有效放氢量高。其中，ti、cr、mn、si和re的原子比对于合金的有效放氢性能及能否常温低压活化具有显著影响。若原子比不在上述范围内，则会导致合金偏析甚至难以形成固溶体，使其难以活化或有效放氢量降低。
9、具体地，所述储氢合金是由ti、cr、mn、si和re按上述原子比组成或制成。
10、特别地，本专利技术储氢合金还可以实现室温低压活化，通过感应熔炼和热处理即可制备，工艺流程简单，材料容易批量化制备。
11、具体地，上述储氢合金的制备方法，包括：将ti、cr、mn、si和re按原子比混合，感应熔炼，热处理。
12、具体地，所述感应熔炼的温度为1500-2000℃，例如1600℃。
13、具体地，所述感应熔炼的功率为10-20kw，通常感应熔炼3-5min。可在感应熔炼炉中进行。
14、具体地，所述热处理的温度为1000-1500℃，例如1200℃。通常热处理6-8小时。
15、具体地，所述热处理在氩气氛围中进行。
16、具体地，所述制备方法还包括在热处理后降温的步骤。
17、现有储氢合金的金属原料成本高，且部分原料易挥发；材料制备工艺流程复杂，难以进行批量化放大制备；材料成分不均匀、易偏析、活化温度或压力高；有效放氢量低。本专利技术储氢合金原料成本低，除钛、铬、锰之外，硅和稀土la、ce价格均较低。本专利技术储氢合金的制备方法简单，主要通过感应熔炼和热处理工艺即可制备，能够室温低压活化。本专利技术储氢合金有效放氢量高，避免了偏析，材料成分一致性好。
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1.一种储氢合金，其特征在于，含有Ti、Cr、Mn、Si和Re，Re为La、Ce中的至少一种；其中，Ti、Cr、Mn、Si和Re的原子比为(0.6-1):(0.4-1):(0.6-1.5):(0.1-0.5):(0.01-0.15)。
2.根据权利要求1所述的储氢合金，其特征在于，Re为La。
3.根据权利要求1所述的储氢合金，其特征在于，Re为Ce。
4.根据权利要求1-3任一项所述的储氢合金，其特征在于，所述储氢合金中，Ti、Cr、Mn、Si和Re的原子比为(0.8-1):(0.6-0.8):(0.8-1.3):(0.2-0.4):(0.025-0.15)。
5.根据权利要求1-3任一项所述的储氢合金，其特征在于，所述储氢合金中，所述储氢合金中，Ti、Cr、Mn、Si和Re的原子比为1:0.75:1.25:0.2:(0.025-0.15)。
6.权利要求1-5任一项所述储氢合金的制备方法，其特征在于，包括：将Ti、Cr、Mn、Si和Re按原子比混合，感应熔炼，热处理。
7.根据权利要求6所述储氢合金的制备
8.根据权利要求7所述储氢合金的制备方法，其特征在于，所述感应熔炼的时间为3-5min。
9.根据权利要求6-8任一项所述储氢合金的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为1000-1500℃。
10.根据权利要求9所述储氢合金的制备方法，其特征在于，所述热处理的时间为6-8小时。
...【技术特征摘要】
1.一种储氢合金，其特征在于，含有ti、cr、mn、si和re，re为la、ce中的至少一种；其中，ti、cr、mn、si和re的原子比为(0.6-1):(0.4-1):(0.6-1.5):(0.1-0.5):(0.01-0.15)。
2.根据权利要求1所述的储氢合金，其特征在于，re为la。
3.根据权利要求1所述的储氢合金，其特征在于，re为ce。
4.根据权利要求1-3任一项所述的储氢合金，其特征在于，所述储氢合金中，ti、cr、mn、si和re的原子比为(0.8-1):(0.6-0.8):(0.8-1.3):(0.2-0.4):(0.025-0.15)。
5.根据权利要求1-3任一项所述的储氢合金，其特征在于，所述储氢合金中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵福波，李明高，孟悦，齐洪峰，张擘，薛龙昌，张晗，高雅楠，
申请(专利权)人：中车工业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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