1 储氢方式 

氢的气态储存和液态储存是较为传统的储氢方法，气态储氢方式简单方便，也是目前储存压力低于17 MPa的常用方法。气态储氢的缺点是体积密度较小，且运输和使用过程中存在易燃易爆的安全隐患，并且不容易控制[7]。液态储氢则体积密度较高，但氢气的液化需要冷却到20 K的超低温下才能实现，此过程消耗的能量约占所储存氢能的25％~45％，经济性差。而且液态氢使用条件苛刻，对储罐绝热性能要求高，目前只限于航天领域使用[8]。对此，科学家提出了利用吸氢材料与氢气反应生成固溶体和氢化物的同体储氢方式，能有效的减少气、液两种储存方式的不足，而且储氢体积密度大、安全度高、运输便利。根据技术发展趋势，今后储氢合金将成为重点研究对象。86872

2 储氢合金的发展及研究

随着世界能源危机的加剧，氢能的开发、利用受到普遍的重视，稀土储氢合金具有优良的动力学性能和循环稳定性，以及较高的储氢容量，随着国家的大力支持和研究者的不懈努力逐渐实现大规模产业化。1969年荷兰Philips实验室[9]首先发现具有CaCu5六方结构的稀土储氢合金LaNi5、CeNi5。但由于成本过高，使得不能大规模的生产。经过行业的需求和研究者的不懈努力后，Willims[10]等人采用混合稀土Mm (Ce、Nd、Pr) 取代LaNi5中的La，来达到降低稀土合金成本的效果。虽然成本有所降低，但却使MmNi5合金的氢分解压增大，为此在MmNi5的基础上开发了大量的多元合金Mm1-xCxNi5-yDy，它具有吸放氢温度低、速度快、平衡压差小、易于活化、不易中毒等优点。稀土储氢材料应用于国民经济中的冶金、石油化工、光学、磁学高性能充电电池―镍氢电池。

从储氢合金的发展来看，LaNi5合金是起源最早的AB5型合金，也是第一代储氢合金。之后发现了具有Laves相结构的AB2合金，相继的镁基和钒基合金也诞生。一般来说，AB2合金的储氢容量要比AB5型大，循环寿命也长，但初期，不容易达到完全活化，需要耗费长的时间。在这些合金中镁基和钒基正处于进一步的开发中，还没有进入大量生产阶段[11]。论文网

    当前储氢材料研究工作需要解决的问题主要有：（1）开发高性能储氢合金，增强综合性能；（2）采用多元素替代，以提高储氢密度；（3）节省成本，可以发掘便宜又性能好的元素代替稀土系等昂贵的元素；（4）将氢气的储存和释放整体统一化，研究高储存的储氢系统，拓展储氢合金的应用范围，开发储氢合金的各种潜在功能。

3 储氢合金的基本类型

稀土系，镁系，钛系和Laves相系是近年来备受关注并具有良好发展潜力的储氢合金。但由于性能上还有缺陷，要想大批量的使用，则需要优化它们的性能，来达到使用条件。

（1）稀土系合金   

代表合金是具有CaCu5六方结构的金属间化合物LaNi5，其中有比较多的间隙位置，可以固溶大量的氢。通过对LaNi5晶体结构的详细分析，结果表明，LaNi5晶胞是由多个四方四面体、十二面体、八面体、六面体组成。其中，晶格间隙半径大于氢原子半径的是十二面体、八面体和六面体，因此它可以储存多个氢原子。而四方四面体间隙半径小于氢原子半径，所以不能储存氢原子。这样，一个晶胞内可以储存18个氢原子，获得最大储氢量的质量分数为1。379％[12]。据报道，LaNi5可以与氢反应生成LaNi5H6，未球磨的LaNi5最大储氢量约为1。38％；但球磨后热处理的LaNi5最大储氢量约为1。35％。这与LaNi5拥有最大储氢量的结果一致。LaNi5在初期时，氢化容易，反应速度快，20℃时的分解压为几个大气压，吸放氢性能优良。LaNi5储氢合金的主要缺点是La的价格高，循环稳定性差，容易粉化，密度大等。所以采用混合稀土(La，Ce，)Mm替代La是降低成本的有效途径，但合金MmNi5氢分解压的升高是无法避免的，且滞后压差变大，给使用带来困难[13]。