储氢合金PPT
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重影响其使用性能。 滞后应越小越好
元素周期表中，除He、 Ne、Ar等稀有气体外，几乎所有的元素均能与氢 反应生成氢化物或含氢化合物。
氢与碱金属、碱土金属反应，一般形成离子型氢化物，氢以H- 离子形式与
金属结合的比较牢固。氢化物为白色晶体，生成热大，十分稳定，不易于
氢的储存。
大多数过渡金属与氢反应，则形成不同类型的金属氢化物，氢表现为H-与 H＋之间的中间特性，氢与这些金属的结合力比较弱，加热时氢就能从这 些金属中放出，而且这些金属氢化物的储量大，但单独使用一种金属形成
氢的贮存
传统贮氢方法有两种： ①气态储氢：一种方法是利用高压钢瓶（氢气瓶）来贮存氢气， 但钢瓶贮存氢气的容积小，瓶里的氢气即使加压到150个大气 压，所装氢气的质量也不到氢气瓶质量的1％，而且还有爆炸 的危险； ②液态储氢：另一种方法是贮存液态氢，将气态氢降温到－ 253℃变为液体进行贮存，但液体贮存箱非常庞大，需要极好 的绝热装置来隔热，才能防止液态氢不会沸腾汽化。 近年来，一种新型简便的贮氢方法应运而生，即利用贮氢合金 （金属氢化物）来贮存氢气。
制氢技术
全球年产氢：5000亿Nm3
合成氨：50％ 石油精练：37％
化石燃料制氢占96%
甲醇合成：8％
制氢技术
1) 化石燃料制氢—目前主要的制氢方法 成熟、廉价，但资源和环境问题并未解决 2) 生物质为原料制氢 光合效率、水土面积、集中和储运成本等问题 3) 水分解制氢 利用光化学、热化学和电化学方法制氢。然而，太阳 能的收集、高品质热能和电能的产生方法，都是首先要解 决的问题。 4）光催化制氢 效率低，需要寻求新型、高效的光催化材料。
金属晶体结构中的八面体和四面体位置
据研究显示，在fcc结构中，对于原子半径小的金属(镍、 铬、锰和钯)氢倾向于进入晶格的八面体位置，在bcc机构 中(钒、铌、钽等)，氢进入四面体位置，在hcp结构的晶 体，即原子半径大的金属(锆、锶、钇、稀土金属），氢主 要进入四面体位置。 图为氢在LaNi5中的位置， 氢在Z=0和Z=1/2平面各可 进入三个，形成的氢化物 为LaNi5H6，并使晶格膨 胀约23%，导致晶格变形， 形成裂纹和晶体粉化。
1.8wt%
Mg2NiH4
3.6wt%
Carbon nanotube (RT,10MPa 氢压)
0 1 2 3 4
4.2wt%
5
Hydrogen storage capacity (wt%)
氢在合金中的位置
金属的晶体结构一 般为面心立方(fcc)、 体心立方(bcc)和密 排六方(hcp)。在这 三类晶体机构中， 八面体和四面体的 位置是氢能稳定存 在的位置。在fcc和 hcp结构中具有一个 八面体位置和两个 四面体位置；在bcc 结构中分别为三个 八面体位置和六个 四面体位置。
——By 陆皓
随着人类社会的进步和发展
传统的能源石油、煤日渐枯竭，且带来了严重的环境污染
为了满足人们工业生产和日常生活的需要 急需寻找和开发新能源, 如太阳能、生物质能、 氢能、风能、潮汐能、地热能及核能等
众多的新能源中,氢能因具有： 储量大 氢来源广泛，是自然界中最普遍的元素 高能量密度 燃烧1Kg氢气可产生1．25x106kJ的热量。相当于3Kg 汽油或4．5Kg焦炭完全燃烧所产生的热量。 清洁 氢燃烧后生成的产物是 H 2O 具有零污染的特点
贮氢材料在室温和常压条件下能迅速吸氢(H2)并反应生成氢 化物，使氢以金属氢化物的形式贮存起来，在需要的时候， 适当加温或减小压力使这些贮存着的氢释放出来以供使用。 与氢作用生成氢化物 储氢材料 T、P
储氢
氢化物分解
放出氢
提高T降低P
相当钢瓶1/3重量的贮氢合金，可吸尽钢瓶内全部氢， 而体积仅为钢瓶的1/10。有的贮氢合金的贮氢量比液态 氢还大。贮氢合金一般在常温和常压下，比普通金属的 吸氢量要高1000倍，一种镁镍合金制成的氢燃料箱， 自重l00kg，所吸收的氢气热能相当于40kg的汽油，一 种镧镍合金吸氢的密度甚至达到了液氢的密度。表1显 示了几种贮氢合金的贮氢能力。
贮氢合金的分类 （按化合物的类型）
AB型钛系贮氢合金
A2B型镁系贮氢合金 储氢量大、重量轻、资源丰富、 价格低廉、但分解温度高 >250℃
钛铁系和钛锰系 价格便宜 缺点：活化困难、 反复吸氢后性能下 降。
主要贮氢合金及其氢化物的晶体结构和性质
类型 合金
LaNi5 LaNi4.6Al0.4 MmNi5 MmNi4.5Mn0.
5
合金晶 体结构 CaCu5 CaCu5 CaCu5 CaCu5 CaCu5
氢化物
LaNi5H6.0 LaNi4.6Al0.4H5.5 MmNi5H6.3 MmNi4.5Mn0.5H6.
5
氢化物晶 体结构 六方 － 六方 六方 六方
吸氢量 (%，质 量分数) 1.4 1.3 1.4 1.5 1.2
放氢压 (℃)/MPa 0.4(50) 0.2(80) 3.4(50) 0.4(50) 0.5(50)
不同储氢方式的比较
气态储氢：能量密度低，不太安全
液化储氢：
能耗高
对储罐绝热性能要求高
固态储氢的优势： 1) 体积储氢容量高 2) 无需高压及隔热容器 3) 安全性好，无爆炸危险 4) 可得到高纯氢，提高氢的附加值
储氢合金的概念与功能
什么是储氢合金？ 在一定温度和氢气压力下，能可逆的并且能多次吸收、 贮存和释放氢气的合金就是储氢合金。 贮氢合金是20世纪60年代发展起来的，使氢的贮存问 题得到了令人满意的解决。这种合金像海绵吸水一样， 大量吸氢．亦称为氢海绵。这类合金中的一个金属原 子能和两、三个甚至更多的氢原子结合，生成稳定的 金属氢化物，同时放出热量将其稍稍加热，氢化物发 生分解，吸收热量后，又可将吸收的氢气释放出来。
1、容易活化，贮氢量大、能量密度高； 2、吸氢和放氢速度快，氢扩散速度大，可逆性好； 3、用于储氢时生成热尽量小，而用于蓄热时生成热尽量大； 4、有较平坦和较宽的平衡平台压区(室温分解压2~3atm)，分解压适中，
滞后小；
5、金属氢化物的有效导热率大，电催化活性高； 6、在反复吸、放氢的循环过程中，合金的粉化小，化学性能稳定性好；
4、粉末化
贮氢材料在吸储和释放氢的过程中，它会反复膨胀和收缩，从而导致出现粉 末现象。这一现象会使装置内的充填密度增高、传热效率降低、装置局部地 方会产生应力；同时形成微粉还会随氢气流动，造成阀门和管道阻塞。
LaNi5 室温即可活化、吸氢释 氢容易 但成本高
AB5型稀土类及钙系贮氢合金
AB2型贮氢合金
表1 几种贮氢合金的贮氢能力 (单位：(1022/cm3))
种类
氢原子个数
20K液氢
4.2
LiH
5.3
TiH2
9.2
ZrH2
7.3
YH2
5.7
UH2
8.2
FeTiH1.7
6.0
LaNi5H6.7
6.1
贮氢原理
在一定温度和压力下，许多金属、合金和金属间化合物（Me）与气态H2可逆
反应生成金属固溶体MHx和氢化物MHy。
生成焓 /[kJ/mol( H2) -30.1 -38.1 -26.4 -17.6 -29.7
AB5
MmNi4.5Al0.5
MmNi4.5Al0.5H4.
5
AB2
CaNi5 Ti1.2Mn1.8 TiCr1.8 ZrMn2 ZrV
TiFe Mg2Ni
AB A2B
① ② ③
CaCu5 C14 ① C14 C15 CsAl CsAl Mg2Ni
反应分三步进行： 第一步：先吸收少量氢，形成含氢固溶体（α相）。其固溶度[H]M与固溶体 平衡氢压的平方根成正比：
1 2 pH 2
H M
第二步：固溶体进一步与氢反应，产生相变，形成氢化物相（β相）：
式中：x为固溶体中的氢平衡浓度，y是合金氢化物中氢的浓度，一般y≥x。 第三步：再提高氢压，金属中的氢含量略有增加。
氢化物生成热较大，氢的离解压低，贮氢不理想。
绝大多数能形成单质氢化物的金属由于生成热太大（绝对值）不适于作为储 氢材料。通常要求储氢合金的生成热为（-29.26~-45.98）kJ/mol H2。
为了获得合适的氢化物分解压与生成热，必是由一种或多种放热型金属（Ti、
Zr、Ce、 Ta、 V等）和一种或多种吸热型金属（Fe 、Ni、Cu、Cr、Mn等）组
不久的将来氢原子将取代碳原子，提供一种丰富的、无 穷无尽的能源资源，并使我们这个地球有一个比较适宜 的生态环境
实现氢能经济的关键技术 1) 廉价而又高效的制氢技术 2) 安全高效的储氢技术：开发新型高效储氢材料和安全储氢 技术是当务之急!! 车用氢气存储系统目标： IEA (International Energy Agency ):质量储氢容量>5%; 体积容量>50kg(H2)/m3 DOE (Department of Energy ): 质量储氢容量 >6.5%,> 62kg(H2)/m3
7、在贮存与运输过程中性能可靠；
8、原料来源广，成本低廉； 9、 对不纯物如氧、氮、CO、CO2、水分等的耐中毒能力强。
影响贮氢材料吸储能力的因素
1、活化处理
制造贮氢材料时，考虑到表面被氧化物覆盖及吸附着水及气体等会影响氢
化反应，因此应先对材料进行表面活化处理。活化处理可以采用加热解压
脱气和高压加氢处理。
CaNi5H4.0 Ti1.2Mn1.8H2.47 TiCr1.8H3.6 ZrMn2H3.46 ZrV2H4.8 TiFeH1.95 TiFe0.8Mn0.2H1.95 Mg2NiH4.0
② C14 － C14 C15 立方 － ③
1.2 1.8 2.4 1.7 2.0 1.8 1.9 3.6
0.04(30) 0.7(20) 0.2~5(-78) 0.1(210) 10-9(50) 1.0(50) 0.9(80) 0.1(253)
p-c-T 曲线（氢化物可逆吸放氢压力 组成等温线）是衡量贮氢材料热力学性
能的重要特性曲线。通过该图可以了解
金属氢化物中能含多少氢(％)和任一温
度下的分解压力值。
p-c-T 曲线的平台压力、平台宽度与倾
斜度、平台起始浓度和滞后效应，既是 常规鉴定贮氢合金的吸放氢性能主要指 M-H系统平衡压相图 标，又是探索新的贮氢合金的依据。
成的金属间化合物，如LaNi5和TiFe。适当调整金属间化合物成分，使这两类
组分相互配合，可使合金的氢比物具有适当的生成热和氢分解压。 其中有的过渡金属元素对氢化反应时氢分子分解为氢原子的过程起着重要的 催化作用。
生成热：用于储氢，应使氢化物的生成热小； 用于蓄热，应使氢化物的生成热大。
实用贮氢金属氢化物的特征
2、耐久性和中毒
当向贮氢材料供给新的氢时，每次都会带入氧、水分等不纯物，这些不纯
物在合金或氢化物离子表面聚集，并形成氧化物等，从而导致吸储能力的
下降，这种现象称为“表面中毒”
3、贮氢材料的导热性
当贮氢材料在反复吸储和释放氢的过程中，形成厚度为 5～25m的微粉层，
其平均有效导热系数为0.5W/(m· K)，导热性能很差。
LaNi5中氢原子位置
Hydrogen on Tetrahedral Sites
Hydrogen on Octahedral Sites
贮氢合金的应用
金属与氢的反应是一个可逆过程。正向反应吸氢、放热，逆向反应释氢、 吸热。 改变温度和压力条件可使反应按正向、逆向反复进行，实现材料的稀释氢 功能。 氢在金属中的吸收和释放，取决于金属和氢的相平衡关系，影响相平衡的 因素为温度、压力和组成。（也就是金属吸氢生成金属氢化物还是金属氢 Fra Baidu bibliotek物分解释放氢，受温度、压力和合金成分的控制）
在吸收和释放氢过程中有金属 -氢系的平衡压力不相等的滞后现象。产生 滞后效应的原因，目的还不太清楚，但一般认为，它与合金氢化过程中金
属晶格膨胀引起的晶格间应力有关。
滞后程度的大小因金属和合金而异，如 MmNi5 （ Mm 是混合稀土）和 TiFe 系
氢化物的滞后程度较大。在热泵等金属氢化物的利用系统中，滞后效应严
-33.5 -28.5 -38.9 -200.8 -23.0 -31.8 -64.4
低温型C15，高温型Cl4。 CaNi5Hx，γ相，斜方结构(x≈5)。 相转变点在235℃以上时为立方CaF2型，在235℃以下时为畸变立方结构。
0
1
2
3
4
5
LaNi5H6
1.4wt%
per weight
TiFeH1.9
元素周期表中，除He、 Ne、Ar等稀有气体外，几乎所有的元素均能与氢 反应生成氢化物或含氢化合物。
氢与碱金属、碱土金属反应，一般形成离子型氢化物，氢以H- 离子形式与
金属结合的比较牢固。氢化物为白色晶体，生成热大，十分稳定，不易于
氢的储存。
大多数过渡金属与氢反应，则形成不同类型的金属氢化物，氢表现为H-与 H＋之间的中间特性，氢与这些金属的结合力比较弱，加热时氢就能从这 些金属中放出，而且这些金属氢化物的储量大，但单独使用一种金属形成
氢的贮存
传统贮氢方法有两种： ①气态储氢：一种方法是利用高压钢瓶（氢气瓶）来贮存氢气， 但钢瓶贮存氢气的容积小，瓶里的氢气即使加压到150个大气 压，所装氢气的质量也不到氢气瓶质量的1％，而且还有爆炸 的危险； ②液态储氢：另一种方法是贮存液态氢，将气态氢降温到－ 253℃变为液体进行贮存，但液体贮存箱非常庞大，需要极好 的绝热装置来隔热，才能防止液态氢不会沸腾汽化。 近年来，一种新型简便的贮氢方法应运而生，即利用贮氢合金 （金属氢化物）来贮存氢气。
制氢技术
全球年产氢：5000亿Nm3
合成氨：50％ 石油精练：37％
化石燃料制氢占96%
甲醇合成：8％
制氢技术
1) 化石燃料制氢—目前主要的制氢方法 成熟、廉价，但资源和环境问题并未解决 2) 生物质为原料制氢 光合效率、水土面积、集中和储运成本等问题 3) 水分解制氢 利用光化学、热化学和电化学方法制氢。然而，太阳 能的收集、高品质热能和电能的产生方法，都是首先要解 决的问题。 4）光催化制氢 效率低，需要寻求新型、高效的光催化材料。
金属晶体结构中的八面体和四面体位置
据研究显示，在fcc结构中，对于原子半径小的金属(镍、 铬、锰和钯)氢倾向于进入晶格的八面体位置，在bcc机构 中(钒、铌、钽等)，氢进入四面体位置，在hcp结构的晶 体，即原子半径大的金属(锆、锶、钇、稀土金属），氢主 要进入四面体位置。 图为氢在LaNi5中的位置， 氢在Z=0和Z=1/2平面各可 进入三个，形成的氢化物 为LaNi5H6，并使晶格膨 胀约23%，导致晶格变形， 形成裂纹和晶体粉化。
1.8wt%
Mg2NiH4
3.6wt%
Carbon nanotube (RT,10MPa 氢压)
0 1 2 3 4
4.2wt%
5
Hydrogen storage capacity (wt%)
氢在合金中的位置
金属的晶体结构一 般为面心立方(fcc)、 体心立方(bcc)和密 排六方(hcp)。在这 三类晶体机构中， 八面体和四面体的 位置是氢能稳定存 在的位置。在fcc和 hcp结构中具有一个 八面体位置和两个 四面体位置；在bcc 结构中分别为三个 八面体位置和六个 四面体位置。
——By 陆皓
随着人类社会的进步和发展
传统的能源石油、煤日渐枯竭，且带来了严重的环境污染
为了满足人们工业生产和日常生活的需要 急需寻找和开发新能源, 如太阳能、生物质能、 氢能、风能、潮汐能、地热能及核能等
众多的新能源中,氢能因具有： 储量大 氢来源广泛，是自然界中最普遍的元素 高能量密度 燃烧1Kg氢气可产生1．25x106kJ的热量。相当于3Kg 汽油或4．5Kg焦炭完全燃烧所产生的热量。 清洁 氢燃烧后生成的产物是 H 2O 具有零污染的特点
贮氢材料在室温和常压条件下能迅速吸氢(H2)并反应生成氢 化物，使氢以金属氢化物的形式贮存起来，在需要的时候， 适当加温或减小压力使这些贮存着的氢释放出来以供使用。 与氢作用生成氢化物 储氢材料 T、P
储氢
氢化物分解
放出氢
提高T降低P
相当钢瓶1/3重量的贮氢合金，可吸尽钢瓶内全部氢， 而体积仅为钢瓶的1/10。有的贮氢合金的贮氢量比液态 氢还大。贮氢合金一般在常温和常压下，比普通金属的 吸氢量要高1000倍，一种镁镍合金制成的氢燃料箱， 自重l00kg，所吸收的氢气热能相当于40kg的汽油，一 种镧镍合金吸氢的密度甚至达到了液氢的密度。表1显 示了几种贮氢合金的贮氢能力。
贮氢合金的分类 （按化合物的类型）
AB型钛系贮氢合金
A2B型镁系贮氢合金 储氢量大、重量轻、资源丰富、 价格低廉、但分解温度高 >250℃
钛铁系和钛锰系 价格便宜 缺点：活化困难、 反复吸氢后性能下 降。
主要贮氢合金及其氢化物的晶体结构和性质
类型 合金
LaNi5 LaNi4.6Al0.4 MmNi5 MmNi4.5Mn0.
5
合金晶 体结构 CaCu5 CaCu5 CaCu5 CaCu5 CaCu5
氢化物
LaNi5H6.0 LaNi4.6Al0.4H5.5 MmNi5H6.3 MmNi4.5Mn0.5H6.
5
氢化物晶 体结构 六方 － 六方 六方 六方
吸氢量 (%，质 量分数) 1.4 1.3 1.4 1.5 1.2
放氢压 (℃)/MPa 0.4(50) 0.2(80) 3.4(50) 0.4(50) 0.5(50)
不同储氢方式的比较
气态储氢：能量密度低，不太安全
液化储氢：
能耗高
对储罐绝热性能要求高
固态储氢的优势： 1) 体积储氢容量高 2) 无需高压及隔热容器 3) 安全性好，无爆炸危险 4) 可得到高纯氢，提高氢的附加值
储氢合金的概念与功能
什么是储氢合金？ 在一定温度和氢气压力下，能可逆的并且能多次吸收、 贮存和释放氢气的合金就是储氢合金。 贮氢合金是20世纪60年代发展起来的，使氢的贮存问 题得到了令人满意的解决。这种合金像海绵吸水一样， 大量吸氢．亦称为氢海绵。这类合金中的一个金属原 子能和两、三个甚至更多的氢原子结合，生成稳定的 金属氢化物，同时放出热量将其稍稍加热，氢化物发 生分解，吸收热量后，又可将吸收的氢气释放出来。
1、容易活化，贮氢量大、能量密度高； 2、吸氢和放氢速度快，氢扩散速度大，可逆性好； 3、用于储氢时生成热尽量小，而用于蓄热时生成热尽量大； 4、有较平坦和较宽的平衡平台压区(室温分解压2~3atm)，分解压适中，
滞后小；
5、金属氢化物的有效导热率大，电催化活性高； 6、在反复吸、放氢的循环过程中，合金的粉化小，化学性能稳定性好；
4、粉末化
贮氢材料在吸储和释放氢的过程中，它会反复膨胀和收缩，从而导致出现粉 末现象。这一现象会使装置内的充填密度增高、传热效率降低、装置局部地 方会产生应力；同时形成微粉还会随氢气流动，造成阀门和管道阻塞。
LaNi5 室温即可活化、吸氢释 氢容易 但成本高
AB5型稀土类及钙系贮氢合金
AB2型贮氢合金
表1 几种贮氢合金的贮氢能力 (单位：(1022/cm3))
种类
氢原子个数
20K液氢
4.2
LiH
5.3
TiH2
9.2
ZrH2
7.3
YH2
5.7
UH2
8.2
FeTiH1.7
6.0
LaNi5H6.7
6.1
贮氢原理
在一定温度和压力下，许多金属、合金和金属间化合物（Me）与气态H2可逆
反应生成金属固溶体MHx和氢化物MHy。
生成焓 /[kJ/mol( H2) -30.1 -38.1 -26.4 -17.6 -29.7
AB5
MmNi4.5Al0.5
MmNi4.5Al0.5H4.
5
AB2
CaNi5 Ti1.2Mn1.8 TiCr1.8 ZrMn2 ZrV
TiFe Mg2Ni
AB A2B
① ② ③
CaCu5 C14 ① C14 C15 CsAl CsAl Mg2Ni
反应分三步进行： 第一步：先吸收少量氢，形成含氢固溶体（α相）。其固溶度[H]M与固溶体 平衡氢压的平方根成正比：
1 2 pH 2
H M
第二步：固溶体进一步与氢反应，产生相变，形成氢化物相（β相）：
式中：x为固溶体中的氢平衡浓度，y是合金氢化物中氢的浓度，一般y≥x。 第三步：再提高氢压，金属中的氢含量略有增加。
氢化物生成热较大，氢的离解压低，贮氢不理想。
绝大多数能形成单质氢化物的金属由于生成热太大（绝对值）不适于作为储 氢材料。通常要求储氢合金的生成热为（-29.26~-45.98）kJ/mol H2。
为了获得合适的氢化物分解压与生成热，必是由一种或多种放热型金属（Ti、
Zr、Ce、 Ta、 V等）和一种或多种吸热型金属（Fe 、Ni、Cu、Cr、Mn等）组
不久的将来氢原子将取代碳原子，提供一种丰富的、无 穷无尽的能源资源，并使我们这个地球有一个比较适宜 的生态环境
实现氢能经济的关键技术 1) 廉价而又高效的制氢技术 2) 安全高效的储氢技术：开发新型高效储氢材料和安全储氢 技术是当务之急!! 车用氢气存储系统目标： IEA (International Energy Agency ):质量储氢容量>5%; 体积容量>50kg(H2)/m3 DOE (Department of Energy ): 质量储氢容量 >6.5%,> 62kg(H2)/m3
7、在贮存与运输过程中性能可靠；
8、原料来源广，成本低廉； 9、 对不纯物如氧、氮、CO、CO2、水分等的耐中毒能力强。
影响贮氢材料吸储能力的因素
1、活化处理
制造贮氢材料时，考虑到表面被氧化物覆盖及吸附着水及气体等会影响氢
化反应，因此应先对材料进行表面活化处理。活化处理可以采用加热解压
脱气和高压加氢处理。
CaNi5H4.0 Ti1.2Mn1.8H2.47 TiCr1.8H3.6 ZrMn2H3.46 ZrV2H4.8 TiFeH1.95 TiFe0.8Mn0.2H1.95 Mg2NiH4.0
② C14 － C14 C15 立方 － ③
1.2 1.8 2.4 1.7 2.0 1.8 1.9 3.6
0.04(30) 0.7(20) 0.2~5(-78) 0.1(210) 10-9(50) 1.0(50) 0.9(80) 0.1(253)
p-c-T 曲线（氢化物可逆吸放氢压力 组成等温线）是衡量贮氢材料热力学性
能的重要特性曲线。通过该图可以了解
金属氢化物中能含多少氢(％)和任一温
度下的分解压力值。
p-c-T 曲线的平台压力、平台宽度与倾
斜度、平台起始浓度和滞后效应，既是 常规鉴定贮氢合金的吸放氢性能主要指 M-H系统平衡压相图 标，又是探索新的贮氢合金的依据。
成的金属间化合物，如LaNi5和TiFe。适当调整金属间化合物成分，使这两类
组分相互配合，可使合金的氢比物具有适当的生成热和氢分解压。 其中有的过渡金属元素对氢化反应时氢分子分解为氢原子的过程起着重要的 催化作用。
生成热：用于储氢，应使氢化物的生成热小； 用于蓄热，应使氢化物的生成热大。
实用贮氢金属氢化物的特征
2、耐久性和中毒
当向贮氢材料供给新的氢时，每次都会带入氧、水分等不纯物，这些不纯
物在合金或氢化物离子表面聚集，并形成氧化物等，从而导致吸储能力的
下降，这种现象称为“表面中毒”
3、贮氢材料的导热性
当贮氢材料在反复吸储和释放氢的过程中，形成厚度为 5～25m的微粉层，
其平均有效导热系数为0.5W/(m· K)，导热性能很差。
LaNi5中氢原子位置
Hydrogen on Tetrahedral Sites
Hydrogen on Octahedral Sites
贮氢合金的应用
金属与氢的反应是一个可逆过程。正向反应吸氢、放热，逆向反应释氢、 吸热。 改变温度和压力条件可使反应按正向、逆向反复进行，实现材料的稀释氢 功能。 氢在金属中的吸收和释放，取决于金属和氢的相平衡关系，影响相平衡的 因素为温度、压力和组成。（也就是金属吸氢生成金属氢化物还是金属氢 Fra Baidu bibliotek物分解释放氢，受温度、压力和合金成分的控制）
在吸收和释放氢过程中有金属 -氢系的平衡压力不相等的滞后现象。产生 滞后效应的原因，目的还不太清楚，但一般认为，它与合金氢化过程中金
属晶格膨胀引起的晶格间应力有关。
滞后程度的大小因金属和合金而异，如 MmNi5 （ Mm 是混合稀土）和 TiFe 系
氢化物的滞后程度较大。在热泵等金属氢化物的利用系统中，滞后效应严
-33.5 -28.5 -38.9 -200.8 -23.0 -31.8 -64.4
低温型C15，高温型Cl4。 CaNi5Hx，γ相，斜方结构(x≈5)。 相转变点在235℃以上时为立方CaF2型，在235℃以下时为畸变立方结构。
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LaNi5H6
1.4wt%
per weight
TiFeH1.9