预计氢 (H 2 ) 将在包括交通运输、储能和可充电电池在内的各个领域发挥重要作用。一些研究计划正在进行中，以确定用于在便携式设备中储存和使用氢的合适合金。本文旨在探讨热处理对合金储氢的意义、性能、作用和影响。

储氢合金：概述和意义

氢的储存是氢和燃料电池系统在固定发电、电力传输和移动等领域发展的关键推动力。

在任何燃料资源中，氢的单位重量能量密度最高；然而，由于其环境温度效率低，单位体积的能量密度较低，因此需要开发具有更高能量密度潜力的新存储技术。

氢的安全有效储存对于实现无碳能源循环至关重要。由于金属氢化物中氢原子的高体积密度（通常超过液态氢的原子密度），金属氢化物形成合金系统引起了人们对体积效率储氢的兴趣。

在金属氢化物合金中储存氢的主要好处是它们的高体积和重量能力、安全性和低廉的总体成本。

储氢合金的特性和作用

氢很容易结合到储氢合金中，当合金中的氢含量达到特定限度时，就会出现金属氢化物。结果，氢栖息在金属微晶内的某些位置。

合金中的储氢参数由界面区域中氢与金属原子的接触决定，因此储氢质量受合金晶体结构的严重影响。已经生产了几种储氢合金并在工业中广泛应用。

元素周期表 IIA 到 VA 族的金属很容易与氢混合生成金属氢化物。除钒外，所有这些金属都会产生高度稳定的氢化物，难以在常温常压下选择性地吸收和解吸氢。

能量转换、氢同位素分离、催化、储氢、离解、净化、恢复和运输是储氢合金的主要功能。

热处理：一种重要的制造技术

热处理是在不让金属达到液态或熔化状态的情况下加热金属，然后以受控方式将它们冷冻以选择理想的机械质量的技术。热处理用于使金属更硬或更柔韧、更耐刮擦或更具延展性。

退火、表面回火、沉积强化、灼烧、渗碳、正火和淬火都是热处理程序。尽管短语“热处理”是指专门进行加热和冷却以改变特性的技术，但加热和冷却有时会在其他生产过程（例如成型过程或焊接）中意外发生。

热处理对储氢合金的影响：研究实例

在最近发表在《合金与化合物杂志》上的一篇文章中，创建了一种钛基储氢合金，以通过低温热处理提高储氢能力。对微观结构、储氢特性和吸/放氢机理进行了研究。

结果表明，经过热处理的储氢合金的储氢能力比铸态合金高 12%。此外，铸态合金的活化能约为 83.30 kJ/mol，但热处理后的合金活化能降至 66.26 kJ/mol。热处理后氢化物稳定性降低导致活化能下降。

在《自然科学进展》杂志上发表的另一项研究中，研究了热处理对电弧熔化钒合金的晶体结构、形态、储氢特性和耐热性的影响。

发现铸态和回火钒基储氢合金均由单一体心立方 (bcc) 相组成。由于均匀的成分和优良的组织，铸态合金的吸氢/解吸动力学性能在热处理后显着提高。

储氢合金的未来展望

在全球范围内，由于更高效率和更低价格以及最小化全球变暖后果的需要，可再生能源的使用不断增加，极大地扩展了可再生能源生产、储存、传输和最终使用领域的研究.

利用氢作为一种清洁、有效的能源储存渠道对于这场辩论至关重要。氢能是化石燃料的潜在主流替代品，因为它环保、可再生、高效且具有成本效益。

经过几年对用于储能技术的储氢合金的深入研究和评估，下一步走向产业化的方向是扩大这些储能解决方案的规模。这些研究领域的进展将有助于生产在大气氢气压力下具有降低的解吸温度和更高循环稳定性的紧凑型储氢合金。