Basado en el hecho de que las series de titanio puro y TiZr tienen baja presión de equilibrio de hidrógeno adsorbido, gran capacidad para fijar helio y el hidruro formado tiene propiedades químicas estables y alta seguridad, se puede utilizar para el almacenamiento a largo plazo de gas tritio, y el problema clave a resolver es reducir la retención; Basado en la alta presión de equilibrio de hidrógeno de desorción del sistema TiFe y el sistema TiMn, se puede desarrollar y estudiar para el almacenamiento y bombeo de hidrógeno en el proceso de producción. El problema clave a resolver es realizar el reciclaje repetido de materiales y reducir costos.
Para resolver los problemas anteriores, la dirección de investigación actual es principalmente la sustitución de elementos. Se espera que a través de la investigación de aleaciones ternarias o incluso multicomponentes, la absorción y desorción de hidrógeno y las propiedades integrales de las aleaciones multicomponentes se acaben.
1, titanio puro
En comparación con otros materiales, el titanio tiene un rendimiento muy superior en el almacenamiento de hidrógeno. En primer lugar, el titanio tiene las ventajas de una rápida adsorción y desorción de hidrógeno. Además, la presión de equilibrio del hidrógeno adsorbido de titanio a temperatura ambiente (25 grados) es 10-8 PA, y la pérdida de hidrógeno se reduce debido a la baja presión de equilibrio de adsorción; En segundo lugar, en términos de seguridad, los compuestos de hidrógeno de titanio son muy estables. Incluso expuestos al aire a temperatura ambiente, son fáciles de manejar. A menos que se aplique la temperatura alta, no se liberará hidrógeno; Finalmente, el titanio es un metal de bajo costo. El titanio es rico en recursos naturales. Su contenido en la corteza terrestre es 5 veces el de hierro y 100 veces el de cobre.
La principal desventaja del almacenamiento de hidrógeno de titanio es que la temperatura de desorción del hidruro de titanio es demasiado alta y la retención es grande. Para alcanzar la presión de hidrógeno de equilibrio de 100 KPA, debe calentarse a una temperatura cercana a los 800 grados.
2, sistema TiFe
La aleación de la serie TiFe es un tipo de material de almacenamiento de hidrógeno con buen rendimiento, y también es una aleación típica de almacenamiento de hidrógeno tipo AB. En 1974, fue descubierto por Reilly y Wiswell de los Estados Unidos. Como material de almacenamiento de hidrógeno, los investigadores han prestado gradualmente atención a la aleación de TiFe y se ha investigado mucho.
Después de la activación, la aleación de la serie TiFe tiene un buen rendimiento de absorción y desorción de hidrógeno, y su capacidad de absorción y desorción de hidrógeno es grande, con la máxima capacidad de absorción de hidrógeno (fracción de masa), y su presión de equilibrio de hidrógeno de adsorción a temperatura ambiente es de 300 kPa. Aleaciones TiFe como materiales de almacenamiento de hidrógeno tienen muchas ventajas, pero también hay algunos problemas: 1) la activación es difícil; 2) La retención es grande.
3, serie TiZr
Zr y Ti pertenecen al grupo Ⅳ B de elementos metálicos. Al igual que el Ti, el Zr también es un material metálico con alta densidad de absorción de hidrógeno. La investigación muestra que una relación ti/Zr adecuada puede mejorar las propiedades de la aleación; además, agregar el tercer componente metálico M (donde m es Co, Cr, V, Fe, etc.) también puede mejorar el rendimiento de almacenamiento de hidrógeno de TiZr. Benvenuti C et al. Demostró que TiZrV tiene un buen rendimiento de absorción de hidrógeno y tiene una amplia perspectiva de aplicación en los campos del hidrógeno y su almacenamiento y purificación de isótopos.
