金属氢化物贮氢技术研究与发展

受1000次循环而不产生任何裂纹，存在的不足也是贮氢量损失问题。
　　3.3铀铜压块复合贮氢材料
　　镀铜压块最早由日本的H.Ishikawa等人提出。合金粉表面镀铜后导热率可从0.5W／mK提高到6-8W／mK。镀铜压块要能经受长期吸放氢循环而不碎裂，制造方法中包含了一些技术诀窍。我们的研究也取得了成功。镀铜合金粉的镀铜层并非连续和致密，而是与合金粒子有所脱离。压块后铜壳内仍存在大量孔隙，这种多孔结构既不会阻碍氢气渗透又为合金粒子提供了吸氢膨胀空间，而且还改善了导热性能。试验表明，压块经1000次吸放氢循环无任何可见的裂纹存在。该法的不足是制造成本增加。
　　3．4与塑料或液体溶剂混合组成的浆料复合材料
　　先前试验过包括聚氨脂、氯化物、丙酮、硅橡胶、硅油、正十一烷、正辛烷等塑料或有机溶液组成的复合材料浆料床。添加塑料一类的复合材料大都因降低传热和吸放氢速度而被否定，然而将贮氢金属置入有机溶液中成为浆料则不存在这一问题。初期研究表明，该法不仅可以克服固态料床中贮氢合金反复吸放氢粉化造成的诸如粉未堆积、堵塞管道、胀破容器和传热差等一系列问题，而且可以通过泵送构成流态化连续生产。浙江大学在完成有机溶液（硅油与清洗煤油）吸放氢性能实验研究的基础上，设计并建立了一套产能为30Nm3／h的贮氢金属浆料回收合成氨排放气中氢的中间试验系统，所用贮氢合金为MINi4.75A10.25，溶剂采用清洗煤油，系统在常温下操作。初步试验表明，在适宜的操作条件下，氢回收率可达72％以上，产品氢纯度达到95％以上，而贮氢材料利用率由过去气一固反应技术装置的约0.035Nm3／hkg提高到约1.2Nm3／hkg。
　　3.5分隔床和直接混装技术
　　把氢化物床分隔成许多独立的小单元，把粉未流动限制在较小区域内”也能有效地防止氢化物容器的变形与开裂。美国I.Sheft设计的HYCSOC容器，用铝制小盒内盛装泡沫铝与合金粉复合材料，每一小盒为一独立单元并以中心导管连通，该法既能防止粉未流动，又确保良好传热特性，但是成本很高，经济适用性不够。从许多成功的技术中得到启示，只要复合粉体料中具备有能阻止粉未流动和改善传热性能的骨干并且又保持有足够的孔隙（膨胀空间），那么，这种复合材料必定能取得好的效果。浙江大学开发的一种以铝屑替代铝粉与合金粉混合直接装入容器的成功实验证明了这一分析是正确的。铝屑是由铝棒经振动切削制成，其外形呈三维曲面，所提供的膨胀空间及阻止粉未流动的作用显著优于铝粉。该技术由于经济、简便，已经在各种氢化物贮运装置中广泛应用。北京有色金属研究总院研究了另一种直接混装方法。它是由一种导热纤维与合金料粒混合而后分层装填（每一料层还添加导热纤维）。研究认为，该法能有效防止粉层迁移和粉未板结并提高传热性能。随后，他们对该技术又作了改进，即在反应管中心增设了发泡金属导管，效果更佳。
　　4金属氢化物贮氢装置的开发
　　贮氢材料是一种高密度贮能材料，也是一种功能材料。目前已涉及的应用领域包括氢的贮存与输送、氢的提纯、氢的分离与回收、氢的压缩、氢及其同位素的吸收与分离、电化学（二次电池、燃料电池）、化工催化、能量转换（蓄热、制冷、空调、取暖、热机）以及燃氢汽车等许多领域。
　　在上述氢化物工程技术应用中，主要是利用贮氢合金所具有的下列一些特性：选择性吸氢特性；原子态方式贮存的高密度贮氢；吸氢放热与放氢吸热的热效应；碱液中的电化学吸放氢及电催化活性；氢同位素分离效应以及氢平衡压力与温度的指数关系等。氢的贮存与输送是氢能利用系统中的重

《金属氢化物贮氢技术研究与发展(第5页)》