中科院過程工程研究所 新型稀土儲氫合金研究取得進展
近日，記者從中國科學院過程工程研究所（以下簡稱過程工程所）獲悉，該所科研人員在新型稀土儲氫合金的低溫高效儲放氫研發方面取得進展。基于這一成果，研究人員將開發的稀土儲氫合金，應用于一款新型手持輕量儲氫火炬，日前已成功點火。
儲氫合金是一種在較低溫度（室溫-90 oC）下可吸放氫氣的功能材料和能源材料，具有體積儲氫密度高、安全性高、易操作等特點，是高效儲氫的一種重要技術途徑。然而，由于材料結構的限制，當前儲氫材料存在低溫下放氫難、結構易偏析、循環穩定性差等難題。
針對上述難題，過程工程所離子液體與低碳能源研究團隊開發出一種體心立方型合金，并在其中引入稀土元素以提高合金的動力學性能及活化性能，并且避免合金相結構偏析。研究團隊通過親氫元素配比調整、合成工藝優化等技術手段獲得了一種新的稀土儲氫合金，實現了儲氫壓力低、體積儲氫密度大、放氫速率快、循環穩定性高等性能。
據團隊成員陳慶軍介紹：“該材料充氫壓力小于5 兆帕，遠低于高壓儲氫壓力的35及70 兆帕。同時，儲氫質量密度高達百分之3.8，低溫有效放氫密度達到百分之2.8。”
“稀土元素的加入猶如食品加工中的增色添香，起到了提高合金儲放氫性能、室溫活化能力及循環穩定性的作用。”團隊成員王昊表示。
為驗證新型稀土儲氫合金的儲放氫性能，研究人員選取具有嚴苛制約條件的輕量化手持火炬為現實應用場景。在該場景下，為提高研發的稀土儲氫合金放氫速率，研究人員還創新性地開發了高比能鋰電供熱系統。團隊成員劉艷榮介紹，“該儲氫火炬的氫氣氣速每分鐘高于18 升，續航時間大于8分鐘，且循環儲放氫多次，火焰高度及時長無明顯衰減，儲氫合金性能處于領先水平。”
目前，研究團隊圍繞火炬儲氫合金研制中的科學技術問題，已取得多項專利和論文成果。據了解，該儲氫合金及其在手持輕量火炬應用的研制工作獲科技部“科技冬奧”專項支持。2022年3月，北京2022年冬奧會和冬殘奧會組織委員會火炬傳遞專項團隊向中科院過程工程所發來感謝信，對研究團隊工作予以充分肯定。
相關研究成果有望進一步在氫能車及船舶、加氫站、規模儲氫等領域開展應用。
