티타늄 기반 수소저장소재 연구 진행

순수 티타늄과 TiZr 계열의 낮은 수소 흡착 평형 압력, 강력한 헬륨 고정 능력, 안정된 화학적 성질 및 형성된 수소화물의 높은 안전성을 기반으로 수소의 장기 저장에 사용할 수 있습니다. 해결해야 할 핵심 문제는 보존 용량을 줄이는 것입니다. TiFe계와 TiMn계의 탈착 수소의 높은 평형 압력을 기반으로 생산 공정에서의 수소 저장 및 펌핑을 위해 개발 및 연구될 수 있습니다. 해결해야 할 핵심 문제는 재료의 반복 재활용을 실현하고 비용을 줄이는 것입니다.

위와 같은 문제를 해결하기 위해 현재 연구 방향은 주로 원소 치환이다. 3원계 또는 심지어 다중 합금 연구를 통해 다성분 합금의 수소 흡수 및 탈착 및 포괄적인 특성이 돌파구가 될 것으로 기대됩니다.

1. 순수 티타늄

티타늄은 다른 소재에 비해 수소 저장 능력이 매우 우수합니다. 첫째, 티타늄은 수소를 빠르게 흡착 및 탈착하는 장점이 있다. 또한 상온(25도)에서 티타늄의 수소흡착 평형압력은 10-8Pa이며 낮은 흡착 평형압력은 수소의 손실을 감소시킨다. 둘째, 안전성 측면에서 티타늄-수소 화합물은 매우 안정적이고 실온에서 공기에 노출되어도 취급이 용이하며 고온이 가해지지 않으면 수소가 방출되지 않습니다. 마지막으로 티타늄은 저렴한 금속이며 티타늄은 천연 자원이 풍부합니다. 지각의 함량은 철의 5배, 구리의 100배입니다. 티타늄 수소 저장의 주요 단점은 티타늄 수소화물의 탈착 온도가 너무 높고 보유량이 크다는 것입니다. 100kPa의 평형 수소 압력에 도달하기 위해서는 800도 근처의 온도로 가열해야 합니다.

2. TiFe 시스템

TiFe 합금은 성능이 좋은 일종의 수소 저장 재료이며 전형적인 AB 형 수소 저장 합금이기도합니다. 1974년 미국의 Reilly와 Wiswall에 의해 발견되었습니다. 수소 저장 재료로서 TiFe 합금이 점차 연구되고 있습니다. 직원들은 그것에 큰 중요성을 부여하고 많은 연구를 해왔습니다.

활성화 후 TiFe 계 합금은 더 나은 수소 흡수 및 탈착 성능을 가지며 수소에 대한 흡착 및 탈착 용량이 상대적으로 크며 최대 수소 흡수 용량은 최대 (질량 분율)이며 흡착 평형 수소 압력은 실내 온도는 300kPa입니다. TiFe 기반 합금은 수소 저장 재료로서 많은 장점을 가지고 있지만 몇 가지 문제도 있습니다. 1) 활성화가 어렵습니다. 2) 보유 용량이 크다.

3. TiZr 시리즈

Zr 및 Ti는 IVB족 금속 원소에 속합니다. Ti와 마찬가지로 Zr도 수소흡수밀도가 높은 금속재료이다. 연구에 따르면 적절한 Ti/Zr 비율은 합금의 특성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 제3성분 금속 M(M은 Co, Cr, V, Fe 등임)을 추가하면 TiZr의 수소 저장 성능도 향상시킬 수 있습니다. Benvenuti C et al. TiZrV는 수소 흡수 성능이 우수하고 수소 및 동위 원소 저장 및 정화 분야에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있음을 보여주었습니다. 전망.