稀土储氢材料应用于国民经济中的冶金、石油化工、光学、磁学、电子、生物医疗和原子能工业的各大领域的30多个行业,但主要应用领域是高性能充电电池-镍氢电池。
稀土储氢材料的主要类型
稀土储氢材料主要有两类:LaNi5型储氢合金(AB5型)和La-Mg-Ni系储氢合金(AB3型、A2B7型),详见下表。
主要应用材料
材料名称与应用原理见下表。
最大应用市场--镍氢电池
镍氢电池具有能量密度高、循环寿命长、动力学性能良好、环境友好和安全性好等优点,广泛应用于便携式电子设备、电动工具、混合电动车(HEV)。就技术水平看,在各类动力电池中,镍氢电池的综合优势最为明显。
HEV用镍氢电池的使用寿命达到了8年或者是16万公里。目前85%的HEV采用镍氢电池,未来一段时间镍氢动力电池仍是油电混合车或电动汽车的首选电源。
为了适应多种镍氢电池的要求,储氢合金的品种分为常规型、高容量型、功率(动力)型、低温型、高温型、低自放电型等,详见下表。
为促进燃料电池的实用化,近些年固态金属氢化物储氢技术受到关注,其特点是:体积储氢密度高;安全性好;不需要高压容器和隔热容器;可得到高纯度氢。
以MnNi4.5Al0.5,合金储氢装置为例,该储氢系统与15MPa高压气瓶贮氢方式相比,在相同储氢量下,其容器体积仅为高压气瓶的1/4(见上方示意图),并且容器压力降到1MPa以下,提高了安全性;同时还提高了氢的纯度(可得到99.9999%的高纯氢),可提高燃料电池效率和寿命。