Basierend auf der Tatsache, dass reines Titan und die TiZr-Serie einen niedrigen Gleichgewichtsdruck von adsorbiertem Wasserstoff, eine starke Fähigkeit zur Fixierung von Helium und das gebildete Hydrid stabile chemische Eigenschaften und eine hohe Sicherheit aufweisen, kann es zur Langzeitspeicherung von Tritiumgas verwendet werden das zu lösende Schlüsselproblem besteht darin, die Retention zu reduzieren; Basierend auf dem hohen Desorptions-Wasserstoff-Gleichgewichtsdruck des TiFe-Systems und des TiMn-Systems kann es für die Wasserstoffspeicherung und das Pumpen im Produktionsprozess entwickelt und untersucht werden. Das zu lösende Schlüsselproblem besteht darin, das wiederholte Recycling von Materialien zu realisieren und die Kosten zu senken.
Um die obigen Probleme zu lösen, ist die aktuelle Forschungsrichtung hauptsächlich die Elementsubstitution. Durch die Erforschung von ternären oder gar mehrkomponentigen Legierungen erhofft man sich einen Durchbruch der Wasserstoffaufnahme und -desorption und der umfassenden Eigenschaften von mehrkomponentigen Legierungen.
1, reines Titan
Im Vergleich zu anderen Materialien hat Titan eine sehr überlegene Leistung bei der Wasserstoffspeicherung. Erstens hat Titan die Vorteile einer schnellen Adsorption und Desorption von Wasserstoff. Außerdem ist der Gleichgewichtsdruck des adsorbierten Wasserstoffs von Titan bei Raumtemperatur (25 Grad) 10-8 PA, und der Wasserstoffverlust wird aufgrund des niedrigen Adsorptionsgleichgewichtsdrucks verringert; Zweitens sind Titanwasserstoffverbindungen im Hinblick auf die Sicherheit sehr stabil. Selbst wenn sie Luft bei Raumtemperatur ausgesetzt sind, sind sie leicht zu handhaben. Solange die hohe Temperatur nicht angewendet wird, wird kein Wasserstoff freigesetzt; Schließlich ist Titan ein kostengünstiges Metall. Titan ist reich an natürlichen Ressourcen. Sein Gehalt in der Erdkruste beträgt das 5-fache an Eisen und das 100-fache an Kupfer.
Der Hauptnachteil der Titanwasserstoffspeicherung besteht darin, dass die Desorptionstemperatur von Titanhydrid zu hoch und die Retention groß ist. Um den Gleichgewichtswasserstoffdruck von 100 kPa zu erreichen, muss es auf eine Temperatur nahe 800 Grad erhitzt werden.
2, TiFe-System
Die Legierung der TiFe-Reihe ist eine Art Wasserstoffspeichermaterial mit guter Leistung und auch eine typische Wasserstoffspeicherlegierung vom AB-Typ. 1974 wurde es von Reilly und Wiswell aus den Vereinigten Staaten entdeckt. Als Wasserstoffspeichermaterial wurde der TiFe-Legierung nach und nach Aufmerksamkeit von Forschern geschenkt und es wurde viel geforscht.
Nach der Aktivierung hat die Legierung der TiFe-Reihe eine gute Wasserstoffabsorptions- und -desorptionsleistung, und ihre Wasserstoffabsorptions- und -desorptionskapazität ist groß, mit der maximalen Wasserstoffabsorptionskapazität von (Massenanteil), und ihr Adsorptionsgleichgewichts-Wasserstoffdruck bei Raumtemperatur beträgt 300 kPa.TiFe-Legierungen als Wasserstoffspeichermaterialien haben viele Vorteile, aber es gibt auch einige Probleme: 1) Aktivierung ist schwierig; 2) Die Retention ist groß.
3, TiZr-Reihe
Zr und Ti gehören zu Metallelementen der Gruppe Ⅳ B. Ähnlich wie Ti ist auch Zr ein Metallmaterial mit hoher Wasserstoffabsorptionsdichte. Untersuchungen zeigen, dass ein geeignetes Ti/Zr-Verhältnis die Eigenschaften der Legierung verbessern kann; zusätzlich kann das Hinzufügen des dritten Komponentenmetalls M (wobei m Co, Cr, V, Fe usw. ist) auch die Wasserstoffspeicherleistung von TiZr verbessern. Benvenuti C. et al. Zeigte, dass TiZrV eine gute Wasserstoffabsorptionsleistung hat und eine breite Anwendungsperspektive in den Bereichen Wasserstoff und seiner Isotopenspeicherung und -reinigung hat.
