Что такое сплав для хранения водорода?

Что такое сплав для хранения водорода?

Сплавы для хранения водорода — это сплавы, которые могут хранить водород.

Они используют механизм, при котором определенные металлы соединяются с водородом, образуя гидриды. Магний (Mg) — один из многих металлических элементов, которые относительно легко гидрируются.

Сплавы для хранения водорода можно получить, смешивая металлы, которые легко превращаются в гидриды, в определенных пропорциях для образования сплава.

Применение сплавов для хранения водорода

Сплавы для хранения водорода используются в топливных баках для автомобилей на водороде и топливных элементах, а также в качестве анодных материалов для никель-водородных аккумуляторных батарей. Сплавы для хранения водорода могут хранить более чем в 1000 раз больше водорода, чем объем самого сплава для хранения водорода, поэтому они используются в приложениях, которые могут использовать эту особенность.

Наиболее известным применением сплавов для хранения водорода является анодный материал никель-металлгидридных аккумуляторных батарей. Сухие никель-металлгидридные аккумуляторные батареи были коммерциализированы и продаются до сих пор. Однако они не получили широкого распространения из-за их малой емкости по сравнению с литий-ионными аккумуляторными батареями.

Современные сплавы для хранения водорода дороги в производстве, поскольку они часто используют редкие металлы (редкие металлы). Если будут разработаны технологические инновации, которые могут решить проблему высокой стоимости, появится возможность содействовать широкому использованию перезаряжаемых батарей, использующих сплавы для хранения водорода.

Свойства сплавов для хранения водорода

Сплавы для хранения водорода характеризуются не только способностью хранить водород, но и способностью высвобождать хранимый водород. При нормальных условиях элемент водород (H) сильно разбавлен в форме газообразного водорода (H2). Сплавы для хранения водорода могут хранить водород с более высокой плотностью упаковки, чем в состоянии газообразного водорода (H2). Сплавы для хранения водорода генерируют тепло при хранении водорода, выделяя водород при нагревании.

Водород является одним из перспективных будущих источников энергии для замены ископаемого топлива. Однако плотность энергии газообразного водорода в его газообразном состоянии низкая, поэтому транспортировка водорода в таком виде довольно неэффективна. Сплавы для хранения водорода могут хранить водород в состоянии высокой плотности энергии и могут быть потенциальным решением будущих энергетических проблем.

Сплавы для хранения водорода, которые могут хранить достаточно водорода для практического использования, традиционно используют сплавы, изготовленные из редкоземельных элементов (РЗЭ), которые редки и дороги. Однако разработка новых сплавов, которые могут в достаточной степени хранить водород без использования редкоземельных элементов (РЗЭ), которые дороги и редки, находится в процессе.

Типы сплавов для хранения водорода

Сплавы для хранения водорода можно в целом разделить на пять типов по составу. Название классификации и кристаллическая структура различаются в зависимости от соотношения компонентов и типа используемого металла.

1. Тип AB5

Этот тип в основном изготавливается из редкоземельных элементов. Он также содержит переходные элементы, такие как никель (Ni). Поскольку он может поглощать относительно большое количество водорода, он используется в качестве анодного материала для никель-водородных аккумуляторных батарей.

2. Тип AB2

Тип AB2 в основном изготавливается из переходных элементов, таких как марганец, титан, никель и цирконий. По сравнению с типом AB5 выше, этот сплав имеет более высокую емкость хранения водорода и является предметом активных исследований и разработок.

3. Тип AB

Этот сплав в основном изготавливается из титана и железа, и иногда его сокращенно называют типом Ti-Fe. Его можно производить без использования редкоземельных элементов, поэтому себестоимость производства относительно низкая.

4. Тип A2B

Это сплав Mg, изготовленный в основном из магния. Он характеризуется высокой способностью хранить водород, поскольку магний может поглощать большое количество водорода.

5. Сплав типа BCC твердого раствора

Этот сплав изготавливается в основном из ванадия и хрома и иногда называется Ti-V или Ti-Cr.

Другая информация о сплавах для хранения водорода

1. Применение сплавов для хранения водорода

Применение сплавов для хранения водорода включает тепловые насосы и компрессоры. Другие применения включают материалы для резервуаров для хранения водорода, которые объединяют сплавы для хранения водорода и сосуды высокого давления для использования в транспортных средствах, работающих на водороде.

2. Будущее сплавов для хранения водорода

Сплавы для хранения водорода — это материалы, которые могут хранить и выделять водород. Ожидается, что водород заменит ископаемое топливо в качестве чистого источника энергии.

Если удастся разработать сплавы для хранения водорода, которые смогут хранить и высвобождать большие объемы водорода и которые можно будет производить с низкими затратами, сплавы для хранения водорода станут многообещающим материалом будущего.