氫能源作為一種清潔可再生能源，21世紀(jì)以來(lái)獲得了越來(lái)越多的關(guān)注。近日，揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院楊寧帶領(lǐng)他的科研團(tuán)隊(duì)在LaNi5二元合金的基礎(chǔ)上，探究提高其綜合儲(chǔ)氫性能尤其是循環(huán)穩(wěn)定性的最佳組成和處理?xiàng)l件，提高材料性能，推動(dòng)金屬氫化物儲(chǔ)氫更好地運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。

而將氫能源運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中最重要的一點(diǎn)就是解決氫氣的存儲(chǔ)與運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。其中，無(wú)論是從操作安全性還是從操作簡(jiǎn)易性角度來(lái)講，金屬氫化物儲(chǔ)氫都是最佳的選擇。

“氫能是公認(rèn)的理想能量載體和具有發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，其具有燃燒熱值高、燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。”采訪中，指導(dǎo)老師劉晶晶介紹，氫能儲(chǔ)運(yùn)和利用過(guò)程中均涉及眾多儲(chǔ)氫合金材料的應(yīng)用，而在這些材料中，以LaNi5為基礎(chǔ)的儲(chǔ)氫合金具有廣泛的應(yīng)用前景。

LaNi5儲(chǔ)氫合金最早發(fā)現(xiàn)于1969年荷蘭飛利浦實(shí)驗(yàn)室。據(jù)悉，氫氣在被LaNi5合金吸收后在其表面解離成氫原子進(jìn)入晶體，形成金屬氫化物，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫的目的。該合金具有許多優(yōu)點(diǎn)，但與此同時(shí)該合金體系的缺點(diǎn)也比較明顯，比如隨著吸/放氫循環(huán)容量衰減嚴(yán)重、易于粉化，吸/放氫循環(huán)中晶胞的膨脹率較大等。

針對(duì)這些問(wèn)題，在劉晶晶的指導(dǎo)下，楊寧帶領(lǐng)他的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)始著手研發(fā)。據(jù)悉，較以往的傳統(tǒng)材料，該合金不僅具有以LaNi5為代表的AB型儲(chǔ)氫合金所擁有的易活化、反應(yīng)速率快、平臺(tái)壓適中等優(yōu)點(diǎn)，還具有吸放氫速率效率高、儲(chǔ)存釋放的壓強(qiáng)速度快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)異性能。此外，該合金化學(xué)組成設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不同元素作用機(jī)理易于準(zhǔn)確把握，同時(shí)有利于進(jìn)一步優(yōu)化和大規(guī)模生產(chǎn)，為工業(yè)化商業(yè)化提供保障。

“近年來(lái)隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，車載燃料電池用AB5型儲(chǔ)氫合金更是成了研究的焦點(diǎn)之一。但是，LaNi5二元合金的綜合儲(chǔ)氫性能尤其是循環(huán)穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高?！眲⒕ЬЫ榻B，“本項(xiàng)目針對(duì)上述問(wèn)題，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)突破創(chuàng)新，最終得到符合實(shí)際應(yīng)用要求的AB5型多元儲(chǔ)氫合金，其成果對(duì)推動(dòng)氫能源的實(shí)際應(yīng)用，尤其是車載燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有實(shí)際意義?！?/span>

據(jù)了解，楊寧帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)通過(guò)元素取代和分步熱處理，制備單相La(Ni,M)5(M=Al,Co,Sn,Mn)儲(chǔ)氫合金，研究合金上千周吸/放氫循環(huán)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)演變規(guī)律和儲(chǔ)氫性能變化規(guī)律，通過(guò)優(yōu)化篩選，最終得到可用于車載氫燃料電池的新型高性能、長(zhǎng)壽命AB5型儲(chǔ)氫合金。

目前，該研究項(xiàng)目已發(fā)表4篇國(guó)際權(quán)威論文，一篇關(guān)于LaNi4.25Sn0.75合金性質(zhì)的學(xué)術(shù)論文和一篇15000字關(guān)于Al Co Sn Mn取代LaNi5對(duì)其性能產(chǎn)生怎樣影響的結(jié)題報(bào)告已在寫作過(guò)程中，預(yù)計(jì)將在明年2月份發(fā)表，并完成專利申請(qǐng)。

為了改善合金的吸/放氫性能，各國(guó)的學(xué)者以LaNi5合金作為基礎(chǔ)合金，使用元素替代法，對(duì)A側(cè)元素La和B側(cè)元素Ni進(jìn)行元素替代，改善其性能。而近年來(lái)，研究人員也在通過(guò)不斷改良制備方法和工藝來(lái)提升儲(chǔ)氫合金的儲(chǔ)氫性能。該團(tuán)隊(duì)結(jié)合先進(jìn)科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)儲(chǔ)氫合金進(jìn)行改善，其成果將對(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命、低成本具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的儲(chǔ)氫合金提供理論依據(jù)，推動(dòng)了車載氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。