日本 QST:开发储氢合金 Al13Fe4:铝铁合金
-日本是储氢材料的下一代技术-
日本的下一代技术:
储氢合金和储氢材料出现了多项下一代技术。
第一个,
Al13Fe4合金:
与钛铁(Ti-Fe)基合金相比,成本可以进一步降低。
它是由Al和Fe组成的Al13Fe4。
这种合金的发现颠覆了储氢合金发展的常规智慧和常识。
仍有问题需要付诸实践,但有明确的解决途径。
第二个是
MOF(金属有机框架):
诺贝尔奖候选人也令人失望。
基于MOF(Metal-Organic Framework)的储氢材料将在几年内投入实际应用。它是
美国国家量子与放射科学与技术研究所 (QST)
斋藤博之先生
开发了由Al和Fe组成的新型储氢合金“Al13Fe4”(图1)
储氢合金的制造成本比Ti-Fe系列便宜。
这种储氢合金:
Impact 不仅便宜。
这种合金的发现颠覆了储氢合金开发中的常规智慧和常识。
储氢合金特性:
迄今为止,储氢合金的发展有两个“标准”。
第一个:
一定,
“侵入形式”或“复合氢化物形式”
从两种类型的材料结构中进行选择。
第二个是:
不分类型
“容易加氢的金属”和“难加氢的金属”各一种
总共选择两种金属。
Al13Fe4的真面目:
Al13Fe4 不适合这两个公式中的任何一个。
Al13Fe4 的 H2 吸留机制既不是侵入性也不是复合氢化物。
“闭塞的机制尚未阐明”(斋藤先生)。
但是,H原子和Fe原子之间很可能发生共价键(齐藤先生)。
问题解决:
未来的问题是
“解决方案是仅在 70,000 个大气压和 650°C 或更高的超高压和高温下封存 H2。”
问题原因:
造成这种情况的原因是
这是因为合金表面的Al原子上形成了一层氧化膜,阻止了它进入H2合金内部。
然而,
原来,“这个问题可以通过表面改性来改善”。
目前,我们正在以1个大气压的存储为目标进行研究和开发。
日经交叉技术 (xTECH)
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/01855/00012/
“不使用稀有元素,用铝和铁储存氢”
-引领储氢合金研发新进展-
美国国家量子与放射科学与技术研究所
东北大学
高能加速器研究组织
J-PARC中心
[演讲摘要]
不像过去那样含有稀有金属
具有资源丰富的铝铁合金
我发现氢气可以储存。
基于“结合不易与氢反应的金属”的新思路发现
未来储氢合金的材料探索范围将大幅扩大。
有望实现不含稀有金属的实用材料
美国国家量子与放射科学与技术研究所 (QST)
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv_press20210728_01web_element.pdf
Hydrogen storage by earth-abundant metals, synthesis and characterization of Al₃FeH₃.₉|
– IMR – Institute for Materials Research, TOHOKU UNIVERSITY
http://www.imr.tohoku.ac.jp/en/news/results/detail—id-1351.html