Содержание:
- Классификация сплавов-накопителей водорода
- Краткая характеристика свойств сплавов-накопителей водорода
Выводы
1. Классификация сплавов-накопителей водорода
Сплавы-накопители водорода можно разделить на следующие группы:
- сплавы на основе редкоземельных металлов (РЗМ);
- сплавы на основе титана;
- сплавы на основе циркония;
- сплавы на основе магния;
- сплавы на основе других металлов и сплавов.
Многоразовое получение водорода из гидридов металлов возможно только путем термической диссоциации, в то время как гидролиз приведет к потере материала-накопителя водорода. Т.е., создание аккумуляторов многоразового действия на основе гидридов металлов возможно только при учете его разрядки за счет термической диссоциации.
2. Краткая характеристика свойств сплавов-накопителей водорода
Основой сплавов с содержанием РЗМ, является LaNi5. Поскольку лантан дорог, то его заменяют другим металлом, который содержит 25–35% La, а также некоторые легирующие компоненты 40–50% Cе, 4–15% Pr, 4–15% Nd, 1–7% Sm + Gd и неизбежных примесей (Fe, Si, Mg, Al).
Также с целью увеличения водородоемкости LaNi5 и снижению его стоимости применяют легирование прочими элементами (B, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn).
Исследования гидридов на основе сплавов титана связаны в основном со сплавами на основе TiFe, TiMn, TiV и направлены на улучшение обратимости процессов поглощения-выделения водорода, улучшение кинетики реакций сордция/десорбция, повышение их водородной емкости.
Циркониевые сплавы-накопители водорода представлены такими составами ZrMn2, ZrV2, ZrFe2, ZrCo2. Они отличаются высокой стабильностью, но давления их диссоциации слишком малы для практического использования, т.е., давление, при котором высвобождается водород. Легирование за счет Fe, Ti, Cr, Ni, Cu позволяет повысить давление диссоциации до приемлемых величин.
Магний может связывать большое количество водорода (в расчете на единицу массы) – 7,6%. К достоинствам магния относятся также его малая плотность и низкая стоимость. Главным недостатком магния является взаимодействие с водородом при довольно высоких температурах (250–400 °C).
В таблице приведены основные характеристики некоторых перспективных металлогидридов.
Выводы
- Из двух путей получения водорода из металлогидридного соединения только термическая диссоциация подходит для создания многоразовых аккумуляторов. Главным недостатком гидролизного способа является безвозвратная потеря водород-сорбирующего материала аккумулятора.
- Известно огромное разнообразие металлов и сплавов-накопителей водорода. В этой статье приведены лишь основные соединения, но еще больше различных производных на их основе со своими уникальными свойствами.
- Главным отличием сплавов-накопителей водорода является большая или меньшая стабильность, что определяет, прежде всего, температуру диссоциации, при которой высвобождается водород, а также давление и, конечно же, массовая концентрация водорода в сплаве.