含铈的镧钇镍系储氢合金及其制备方法和铈的用途与流程

本发明涉及一种含铈的镧钇镍系储氢合金及其制备方法和铈的用途。

背景技术：

1、氢的安全、高效储运是氢能源开发应用的难点。超晶格ab3-3.8型la-mg-ni系稀土储氢合金虽然在储氢量方面有较大提升，但其中含有的挥发金属mg，这给合金制备造成了较大的安全隐患，并且给控制mg含量与相组成增加了难度。la-y-ni系稀土储氢合金在制备过程的安全性方面优于上述材料，且可抑制氢致非晶化，在固态储氢领域具有良好的应用前景。

2、cn117012943a公开了一种储氢合金，包括以下重量份的组分：镍36～51份，锰7～12份，铝0.9～3份，铜5.5～13.0份，钇0～1.5份，锆0～0.5份，镧12～24份，铈6～20份，镨0～0.4份以及钕0～0.3份。该储氢合金放氢平台压较低。

3、cn115992319a公开了一种稀土储氢合金，化学组成为rexcaynid-a-bmnamb；其中，0.5≤x≤0.9，0.1≤y≤0.5，且x+y＝1；0.05≤a≤0.35，0≤b≤0.3，4.5≤d≤5.5，4.68≤d-a-b≤4.95；其中，re选自la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、sc中的一种或多种，且必须含有la和ce；其中，m选自cu、sn、v、ti、zr、cr、zn、mo和si中的一种或多种；其中，x、y、a、b和d-a-b分别代表各元素的摩尔份数。该储氢合金不是a2b7型储氢合金。

4、cn114703400a公开了一种a5b19型稀土-钇-镍系储氢合金，具有如下所示的组成：rexy3-xniymz；其中，y为钇元素，ni为镍元素，re选自la、ce、pr、nd、sm和gd元素中的一种或多种，m选自mn、al、cu、fe和co中的一种多中；其中，x、3-x、y、z分别表示re、y、ni和m的摩尔系数；其中，0.75<x≤1.2；0.55<z≤1.4且11.0≤y+z≤12.0。该储氢合金为a5b19型储氢合金。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种含铈的镧钇镍系储氢合金，其具有较高的放氢平台压。进一步地，该储氢合金具有较高的0.1mpa以上储氢量占比。更进一步地，该储氢合金具有较高的可逆储氢容量。本发明的另一个目的在于提供上述含铈的镧钇镍系储氢合金的制备方法。本发明的再一个目的在于提供一种铈的用途。

2、上述技术目的通过如下技术方案实现。

3、一方面，本发明提供了一种铈的镧钇镍系储氢合金，具有如式(i)所示的组成：

4、lamcepy6-m-pni21-qmnq(i)；

5、其中，m的取值范围为0.1～2，p的取值范围为0.1～2，q的取值范围为0.1～1；

6、其中，m表示la的摩尔份数，p表示ce的摩尔份数，6-m-p表示y的摩尔份数，21-q表示ni的摩尔份数，q表示mn的摩尔份数。

7、根据本发明的镧钇镍系储氢合金，优选地，m+p的取值范围为1.5～2.5。

8、根据本发明的镧钇镍系储氢合金，优选地，6-m-p的取值范围为3.5～4.5，21-q的取值范围为20～20.9。

9、根据本发明的镧钇镍系储氢合金，优选地，所述镧钇镍系储氢合金不含有碱金属和碱土金属。

10、根据本发明的镧钇镍系储氢合金，优选地，除不可避免的杂质外，所述镧钇镍系储氢合金仅由式(i)所示的元素组成。

11、根据本发明的镧钇镍系储氢合金，优选地，所述镧钇镍系储氢合金包括ce2ni7相、ce5co19相和lani5相，且ce2ni7相的含量≥75wt％。

12、根据本发明的镧钇镍系储氢合金，优选地，所述ce2ni7相的空间群为p63/mmc，晶胞的a轴平均长度为c轴平均长度为

13、根据本发明的镧钇镍系储氢合金，优选地，所述镧钇镍系储氢合金具有如下之一所示的组成：

14、(1)la0.2ce1.8y4ni20.2mn0.8；

15、(2)la0.5ce1.5y4ni20.2mn0.8；

16、(3)la0.8ce1.2y4ni20.2mn0.8；

17、(4)la1.1ce0.9y4ni20.2mn0.8；

18、(5)la1.4ce0.6y4ni20.2mn0.8；

19、(6)la1.7ce0.3y4ni20.2mn0.8；

20、(7)la1.1ce0.9y4ni20.4mn0.6；

21、(8)la1.1ce0.9y4ni20.6mn0.4。

22、另一方面，本发明提供了上述镧钇镍系储氢合金的制备方法，包括如下步骤：

23、将根据镧钇镍系储氢合金的组成提供的原料在惰性气氛中熔炼，然后快淬成合金片；将合金片退火，然后粉碎，得到含铈的镧钇镍系储氢合金。

24、再一方面，本发明提供了一种铈在提高镧钇镍系储氢合金的放氢平台压中的用途，所述镧钇镍系储氢合金包括la 0.1～2摩尔份、y3.5～4.5摩尔份、ni 20～20.9摩尔份、mn 0.1～1摩尔份，所述镧钇镍系储氢合金中的ce的用量为0.1～2摩尔份。

25、本发明的含铈的镧钇镍系储氢合金为a2b7型la-y-ni系超晶格储氢合金。本发明的储氢合金a侧用适量的ce替代la和/或y，b侧用适量的mn替代ni，a侧元素和b侧元素相互配合，提高了镧钇镍系储氢合金的放氢平台压。在本发明优选的实施方式中，本发明的镧钇镍系储氢合金兼具有较高的放氢平台压、0.1mpa以上储氢量占比和可逆储氢容量。

技术特征：

1.一种含铈的镧钇镍系储氢合金，其特征在于，所述镧钇镍系储氢合金具有如式(i)所示的组成：

2.根据权利要求1所述的镧钇镍系储氢合金，其特征在于，m+p的取值范围为1.5～2.5。

3.根据权利要求1所述的镧钇镍系储氢合金，其特征在于，6-m-p的取值范围为3.5～4.5，21-q的取值范围为20～20.9。

4.根据权利要求1所述的镧钇镍系储氢合金，其特征在于，所述镧钇镍系储氢合金不含有碱金属和碱土金属。

5.根据权利要求1所述的镧钇镍系储氢合金，其特征在于，除不可避免的杂质外，所述镧钇镍系储氢合金仅由式(i)所示的元素组成。

6.根据权利要求1所述的镧钇镍系储氢合金，其特征在于，所述镧钇镍系储氢合金包括ce2ni7相、ce5co19相和lani5相，且ce2ni7相的含量≥75wt％。

7.根据权利要求6所述的镧钇镍系储氢合金，其特征在于，所述ce2ni7相的空间群为p63/mmc，晶胞的a轴平均长度为c轴平均长度为

8.根据权利要求1～7任一项所述的镧钇镍系储氢合金，其特征在于，所述镧钇镍系储氢合金具有如下之一所示的组成：

9.根据权利要求1～8任一项所述的镧钇镍系储氢合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种铈在提高镧钇镍系储氢合金的放氢平台压中的用途，其特征在于，所述镧钇镍系储氢合金包括la 0.1～2摩尔份、y 3.5～4.5摩尔份、ni 20～20.9摩尔份、mn 0.1～1摩尔份，所述镧钇镍系储氢合金中的ce的用量为0.1～2摩尔份。

技术总结
本发明公开了一种含铈的镧钇镍系储氢合金及其制备方法和铈的用途。该镧钇镍系储氢合金具有式(I)所示的组成：LamCepY6‑m‑pNi21‑qMnq(I)；其中，m的取值范围为0.1～2，p的取值范围为0.1～2，q的取值范围为0.1～1；其中，m表示La的摩尔份数，p表示Ce的摩尔份数，6‑m‑p表示Y的摩尔份数，21‑q表示Ni的摩尔份数，q表示Mn的摩尔份数。该镧钇镍系储氢合金具有较高的放氢平台压。

技术研发人员：王利,赵玉园,胡雪娇,刘倩雯,白金,蔚志红,韩宏源
受保护的技术使用者：包头稀土研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22