CN106770396A - 用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法 - Google Patents
用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106770396A CN106770396A CN201611031463.XA CN201611031463A CN106770396A CN 106770396 A CN106770396 A CN 106770396A CN 201611031463 A CN201611031463 A CN 201611031463A CN 106770396 A CN106770396 A CN 106770396A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- storage material
- temperature
- discharge reaction
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 351
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 351
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 274
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 239000011232 storage material Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 13
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 15
- 229910008008 ZrCo Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910000568 zirconium hydride Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 4
- 229910012375 magnesium hydride Inorganic materials 0.000 description 4
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 3
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 3
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 description 3
- 241000720974 Protium Species 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 3
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910020073 MgB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000001996 bearing alloy Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001683 neutron diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/05—Investigating materials by wave or particle radiation by diffraction, scatter or reflection
- G01N2223/056—Investigating materials by wave or particle radiation by diffraction, scatter or reflection diffraction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，目的在于解决现有P‑C‑T法仅适用于放氢反应过程中，只有一个反应路径的氢同位素储存材料，不能用于放氢反应过程涉及多种反应路径的氢同位素储存材料的问题。本发明通过确定储氢材料发生放氢反应相变时的氢压、温度值，得到放氢反应的氢压‑温度相界，并通过Van’t Hoff方程拟合，得到反应的焓变和熵变值。本发明为一种用于储氢（及同位素）材料放氢反应热力学参数测定的方法，其能有效解决传统PCT方法不能测定涉及多种放氢路径的储氢材料的反应焓变和熵变的问题，能同时用于放氢反应过程涉及一种或多种反应路径的储氢材料的热力学参数测定，尤其是其反应焓变和熵变，具有较高的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于储氢(氢及其同位素)材料领域，尤其是储氢材料性能测定领域，具体为一种用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其中的氢为氕、氘、氚中的一种或多种。
背景技术
储氢材料(其中的氢为氕、氘、氚)在氢及同位素的生产、处理以及应用中，都起着非常重要的作用；尤其是在氢燃料电池供氢方面，以及氢的纯化和分离方面，起着举足轻重的作用。其中，储氢材料的放氢反应热力学参数(特别是反应焓变和熵变等参数)对认识储氢材料的储氢特性，以及开发它的应用技术，具有显著的意义。
目前，测定放氢反应焓变和熵变的常用方法(如P(氢压)-C(H浓度)-T(温度)方法)，仅适用于放氢反应过程中，只有一个反应路径的氢同位素储存材料，不能用于放氢反应过程涉及多种反应路径的氢同位素储存材料(参考文献：一种贮氢材料压力浓度温度性能精确测试方法，CN200510046320；表征储氢材料吸放氢PCT曲线的新方法及其测试装置，CN201210462073)。
例如，ZrCoH3在放氢时可能存在两种放氢路径，在较高温度、氢压下的放氢反应为2ZrCoH3→ZrH2+ZrCo2+2H2，而在较低氢压下的放氢反应却为2ZrCoH3→2ZrCo+3H2(参考文献：Devillers M,Sirch M,Penzhorn R D.Hydrogen-induced disproportionation ofthe intermetallic compound ZrCo[J].Chem Mater,1992,4:631–639.)。又如，复合氢化物2LiBH4-MgH2在较高的氢压下的放氢反应为2LiBH4+MgH2→2LiH+MgB2+4H2，而在较低的氢压下的放氢反应却为2LiBH4+MgH2→2LiH+2B+Mg+4H2(参考文献：T.E.C Price,D.M.Grant,I.Telepeni,X.B Yu,G.S.Walker.The decomposition pathways for LiBD4-MgD2multicomponent systems investigated by in situ neutron diffraction[J].Journalof Alloys and Compounds,2009,472(1-2):559-564.)。
由于P-C-T法是测试一系列不同温度下，当放氢起始物和生成物达到等温平衡时的氢压值，当达到等温平衡时氢压不会再随氢浓度的变化而变化，在得到的一系列温度下的平衡氢压值后，即可通过Van’t Hoff方程式拟合得出反应的焓变和熵变。遗憾地是，根据参考文献报道，尽管在ZrCoH3放氢时可以测出与放氢产物ZrCo的PCT平衡氢压，但不能测得与另一放氢路径产物ZrH2+ZrCo2的PCT平衡氢压。因此，至今为止仍然无法获得2ZrCoH3→ZrH2+ZrCo2+2H2反应的焓变和熵变值。而复合氢化物2LiBH4-MgH2也存在类似的情况。
因此，目前迫切需要一种测定储氢材料放氢反应焓变和熵变的新方法。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有P-C-T法仅适用于放氢反应过程中，只有一个反应路径的氢同位素储存材料，不能用于放氢反应过程涉及多种反应路径的氢同位素储存材料的问题，提供一种用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法。本发明具体为一种用于储氢(及同位素)材料放氢反应热力学参数测定的方法，其能有效解决传统PCT方法不能测定涉及多种放氢路径的储氢材料的反应焓变和熵变的问题，能同时用于放氢反应过程涉及一种或多种反应路径的储氢材料的热力学参数测定，尤其是其反应焓变和熵变，具有较高的应用价值。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，包括如下步骤：
(1)将储氢材料处于吸氢状态；
(2)在初始氢压条件下，将储氢材料进行连续升温放氢处理，得到放氢过程中氢压随温度变化的曲线；
(3)通过XRD法分析放氢过程中，氢压随温度变化曲线上拐点处的相组成，确定拐点处氢压、温度值所对应的放氢相变反应；
(4)选择不同的初始氢压，重复步骤2和3，得到相应的氢压随温度变化曲线；
(5)将步骤4得到的氢压随温度变化曲线集合在同一坐标系中，并将对应相同的放氢相变反应的拐点连接起来，形成同一放氢相变反应的温度-氢压相界线；
(6)将步骤5所得到的温度-氢压相界线与Van’t Hoff方程式拟合，得到拟合曲线，通过拟合曲线即得放氢相变反应的热力学参数。
所述步骤6中，通过拟合曲线即得放氢相变反应的焓变值和熵变值。
所述步骤1中，采用吸氢处理将储氢材料处于吸氢状态，或选择处于吸氢态的储氢材料。
所述步骤1中，储氢材料在100～600℃下进行抽真空处理，再在5℃～600℃内置于氢压为0.0001MPa～10MPa的氢气氛中进行吸氢，直到氢压不再降落为止，完成储氢材料吸氢处理。
所述步骤2中，初始氢压范围为0.0001MPa～10MPa，将储氢材料在能测试温度和氢压值的反应釜中进行连续升温放氢处理，升温速率为0.1～2℃/min，升温范围为5℃～650℃，得到放氢过程中氢压随温度变化的曲线。
能测试温度和氢压值的反应釜为Sievert’s型的装置。
所述氢压随温度变化曲线上的拐点为氢压随温度的变化出现新趋势的起始点或氢压随温度变化曲线上氢压对温度的二次微分为0的位置；放氢过程中，氢压随温度变化曲线上的拐点为若干个。
所述步骤4中，氢压随温度变化曲线至少为两条。
将步骤4得到的氢压随温度变化曲线集合在同一坐标系中，以温度为横坐标，氢压为纵坐标。
所述步骤6中，Van’t Hoff方程式为P为氢压，P0为标准压力，ΔH为放氢反应焓变，ΔS为放氢反应熵变，R为气体常数，T为温度。
所述储氢材料为金属、合金、配位氢化物、有机氢化物中的一种或多种。
针对前述问题，本发明提供一种用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，涉及储氢领域，其中的氢为氕、氘、氚中的一种或多种，本发明能用于放氢反应过程涉及一种或多种反应路径储氢材料的热力学参数测定。本发明通过确定储氢材料发生放氢反应相变时的氢压、温度值，得到放氢反应的氢压-温度相界，并通过Van’t Hoff方程拟合，得到反应的焓变和熵变值。本发明操作简单，所得到的热力学参数值准确度较高，尤其对于放氢反应过程涉及多种反应路径的储氢材料热力学参数测定，具有绝妙的效果，有效解决现有P-C-T法无法测定涉及多种反应路径储氢材料热力学参数的问题。
该方法包括如下步骤：1)将储氢材料处于吸氢状态；2)在一定的初始氢压条件下，将储氢材料进行连续升温放氢处理，并记录得到放氢过程中氢压随温度变化的曲线；3)通过XRD方法分析放氢过程中，氢压随温度变化曲线上拐点处的相组成，确定拐点所处氢压、温度值时的放氢相变反应；4)改变初始氢压，在不同的初始氢压条件下，重复步骤2)和3)，得到一系列的氢压随温度变化的曲线；5)将步骤4)所得到的一系列氢压随温度变化曲线集合在同一坐标系中，并将对应相同的放氢相变反应的拐点连接起来，形成同一放氢相变反应的温度-氢压相界线；6)将步骤5)所得到的温度-氢压相界线与Van’t Hoff方程式拟合，即得放氢相变反应的焓变值和熵变值。
本发明中，将储氢材料处于吸氢状态，可以采用如下两种处理方式：1)采用吸氢处理将储氢材料处于吸氢状态；2)购买现成的处于吸氢态的储氢材料。吸氢处理可以采用如下方法：将储氢材料在100～600℃区间内进行抽真空处理，之后在室温～600℃内置于氢压为0.0001MPa～10MPa的氢气氛中进行吸氢，直到氢压不再降落为止，完成吸氢处理。
本发明中，初始氢压条件的初始氢压值范围为0～10MPa；将储氢材料进行连续升温放氢处理是在通用的Sievert’s型的装置上或在可以测试温度和氢压值的反应釜中进行，连续升温放氢处理的升温速率为0.1～2℃/min，升温范围为室温～650℃。
本发明中，采用的XRD法即X射线衍射方法；其中，放氢过程中氢压随温度变化曲线上的拐点是指，氢压随温度的变化出现新趋势的起始点或氢压随温度变化曲线上氢压对温度的二次微分为0的位置；根据储氢材料放氢反应的不同，放氢过程中氢压随温度变化曲线上的拐点为1个或多个。
然后，选择不同的初始氢压，重复步骤2)和3)，得到一系列的氢压随温度变化曲线；其中，不同初始氢压值的间隔越小，重复步骤2)和3)的次数越多，得到的氢压随温度变化的曲线越多，最终获得的放氢反应焓变值和熵变值越准确。再将得到的一系列氢压随温度变化曲线集合在同一坐标系中，分别采用温度、氢压为相应的坐标。
最后，将前述步骤得到的温度-氢压相界线与Van’t Hoff方程式拟合，Van’t Hoff方程式为该式中，P为氢压，P0为标准压力，ΔH为放氢反应焓变，ΔS为放氢反应熵变，R为气体常数，T为温度。
本发明中的储氢材料可以为金属、有机氢化物，金属可以为纯金属或者合金，有机氢化物可以为配位氢化物等。
针对吸放氢动力学较慢的储氢材料，可以反复进行多次，直到吸氢时氢压降落的速率以及降落的幅度达到最大值，进而进行后续的测定。
综上所述，本发明打破传统，对储氢材料放氢反应的焓变和熵变的测定方法进行了重新设计。本方法设计合理，构思巧妙，有效地解决了传统PCT方法不能测定涉及多种放氢路径的储氢材料的反应焓变和熵变的问题。同时，本发明操作简单，易于实施，准确度高，对设计新的储氢材料、开发储氢材料的应用技术、推动其在氢燃料电池供氢以及氢的纯化和分离等方面的发展与应用，具有重要的价值，值得大规模推广和应用。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是实施例1、实施例2和实施例3中连续升温放氢时所获得的氢压随温度变化曲线。
图2是实施例1放氢曲线上各个关键点位处的XRD相分析结果。
图3是实施例1中不同初始氢压下的放氢曲线的集合图。
图4是实施例1中所获得的温度-氢压相界经过Van’t Hoff方程式拟合的结果。
图5是实施例2放氢曲线上各个关键点位处的XRD相分析结果。
图6是实施例2中所获得的温度-氢压相界经过Van’t Hoff方程式拟合的结果。
图7是实施例3放氢曲线上各个关键点位处的XRD相分析结果。
图8是实施例3中所获得的温度-氢压相界经过Van’t Hoff方程式拟合的结果。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
本实施例中，以ZrCo合金为吸氢材料。将熔炼后的ZrCo合金，在100℃抽真空后，再在100℃、0.1MPa下吸氢，反复3次后使ZrCo处于储氢状态，得到ZrCoH3。
将ZrCoH3放置于Sievert’s型装置的反应容器中，反应器中的初始氢压设置为0.001MPa，并以2℃/min的升温速率进行连续升温放氢，记录放氢过程中氢压随温度变化的曲线(如图1中最下方的曲线所示)，能够发现ZrCoH3在该放氢条件的放氢曲线上出现了1个拐点(即图1中b′点)。采用XRD的方法，分析放氢曲线上各重要点位(包括拐点处，即图1中的a′、b′、c′、d′点)的相成分(如图2所示)，通过相组成的变化确定了拐点处发生的放氢相变反应为
在一系列不同的初始氢压下，重复对ZrCoH3进行连续升温放氢处理，得到一系列的放氢曲线，将它们集合到同一温度-氢压的坐标系中(如图3所示，本实施例中，测定6次，分别得到6个不同初始氢压下的放氢曲线)，并将它们的拐点相连，形成了 反应的温度-氢压相界线，将所得的相界线进行Van’t Hoff方程式拟合(如图4所示)，得到反应的焓变和熵变分别为83.81kJ·mol- 1H2和125.99J·mol-1H2K-1。
将本实施例所得到的焓变值、熵变值，与文献采用PCT方法获得的焓变值、熵变值相比(如下表1所示)，两者结果非常接近，说明本发明方法的准确性非常高。
表1采用不同方法获得的ZrCoH3放氢生成ZrCo的反应热力学参数的比较
| 所采用方法 | ΔH/(kJ·mol-1H2) | ΔS/(J·mol-1H2K-1) |
| PCT方法[J Therm Anal Calorim,2013,12:37–43.] | 83.7 | 122.2 |
| 本发明 | 83.81 | 125.99 |
实施例2
将熔炼后的ZrCo合金，在500℃抽真空后，再在100℃、0.1MPa下吸氢，反复2次后使ZrCo处于储氢状态，得到ZrCoH3。
将ZrCoH3放置于Sievert’s型装置的反应容器中，反应器中的初始氢压设置为0.1MPa，并以2℃/min的升温速率进行连续升温放氢，记录放氢过程中氢压随温度变化的曲线(如图1中中部曲线所示)，能够发现ZrCoH3在该放氢条件的放氢曲线上出现了2个拐点(即图1中b″点和d″点)。
采用XRD法，分析放氢曲线上各重要点位(包括拐点处，即图1中的a″、b″、c″、d″、e″、f″点)的相成分(如图5所示)，通过相组成的变化确定了拐点d″处发生的放氢相变反应为2ZrCo+H2→ZrH2+ZrCo2。
在一系列不同的初始氢压下，重复对ZrCoH3进行连续升温放氢处理，得到了一系列的放氢曲线，将它们集合到同一温度-氢压的坐标系中，并将它们的拐点相连，得到2ZrCo+H2→ZrH2+ZrCo2反应的温度-氢压相界线，将所得的相界线进行Van’t Hoff方程式拟合(如图6所示)，成功得到2ZrCo+H2→ZrH2+ZrCo2反应的焓变值和熵变值分别为-84.6kJ·mol-1H2和-92.29J·mol-1H2K-1。
实施例3
将熔炼后的ZrCo合金，在500℃抽真空后，再在室温、0.1MPa下吸氢，反复2次后使ZrCo处于储氢状态，得到ZrCoH3。
将ZrCoH3放置于Sievert’s型装置的反应容器中，反应器中的初始氢压设置为0.4MPa，并以2℃/min的升温速率进行连续升温放氢，记录放氢过程中氢压随温度变化的曲线(如图1中上部曲线所示)，能够发现ZrCoH3在该放氢条件的放氢曲线上出现了1个拐点(即图1中b″′点)。采用XRD的方法，分析放氢曲线上各重要点位(包括拐点处，即即图1中的a″′、b″′、c″′、d″′点)的相成分(如图7所示)，通过相组成的变化确定了拐点处发生的放氢相变反应为2ZrCoH3→ZrH2+ZrCo2+2H2。
在一系列不同的初始氢压下，重复对ZrCoH3进行连续升温放氢处理，得到了一系列的放氢曲线，将它们集合到同一温度-氢压的坐标系中，并将它们的拐点相连，形成了2ZrCoH3→ZrH2+ZrCo2+2H2反应的温度-氢压相界线，将所得的相界线进行Van’t Hoff方程式拟合(如图8所示)，成功得到2ZrCoH3→ZrH2+ZrCo2+2H2反应的焓变和熵变分别为-154.66kJ·mol-1H2和-199.04J·mol-1H2K-1。
同时，申请人采用其他储氢合金、储氢有机氢化物进行热力学参数测定，测定结果表明：本发明能够用于涉及一种或多种反应路径储氢材料的热力学参数测定，具有较高的测定精度。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将储氢材料处于吸氢状态；
（2）在初始氢压条件下，将储氢材料进行连续升温放氢处理，得到放氢过程中氢压随温度变化的曲线；
（3）通过XRD法分析放氢过程中，氢压随温度变化曲线上拐点处的相组成，确定拐点处氢压、温度值所对应的放氢相变反应；
（4）选择不同的初始氢压，重复步骤2和3，得到相应的氢压随温度变化曲线；
（5）将步骤4得到的氢压随温度变化曲线集合在同一坐标系中，并将对应相同的放氢相变反应的拐点连接起来，形成同一放氢相变反应的温度-氢压相界线；
（6）将步骤5所得到的温度-氢压相界线与Van’t Hoff方程式拟合，得到拟合曲线，通过拟合曲线即得放氢相变反应的热力学参数。
2.根据权利要求1所述用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，所述步骤6中，通过拟合曲线即得放氢相变反应的焓变值和熵变值。
3.根据权利要求1所述用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，所述步骤1中，采用吸氢处理将储氢材料处于吸氢状态，或选择处于吸氢态的储氢材料。
4.根据权利要求3所述用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，所述步骤1中，储氢材料在100~600℃下进行抽真空处理，再在5℃~600℃内置于氢压为0.0001MPa~10 MPa的氢气氛中进行吸氢，直到氢压不再降落为止，完成储氢材料吸氢处理。
5.根据权利要求1所述用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，所述步骤2中，初始氢压范围为0.0001MPa~10 MPa，将储氢材料在能测试温度和氢压值的反应釜中进行连续升温放氢处理，升温速率为0.1~2℃/min，升温范围为5℃~650℃，得到放氢过程中氢压随温度变化的曲线。
6.根据权利要求1-5任一项所述用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，所述氢压随温度变化曲线上的拐点为氢压随温度的变化出现新趋势的起始点或氢压随温度变化曲线上氢压对温度的二次微分为0的位置；放氢过程中，氢压随温度变化曲线上的拐点为若干个。
7.根据权利要求1所述用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，所述步骤4中，氢压随温度变化曲线至少为两条。
8.根据权利要求1所述用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，将步骤4得到的氢压随温度变化曲线集合在同一坐标系中，以温度为横坐标，氢压为纵坐标。
9.根据权利要求1-5、7、8任一项所述用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，所述步骤6中，Van’t Hoff方程式为，P为氢压，P0为标准压力，ΔH为放氢反应焓变，ΔS为放氢反应熵变，R为气体常数，T为温度。
10.根据权利要求1-5、7、8任一项所述用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法，其特征在于，所述储氢材料为金属、合金、配位氢化物、有机氢化物中的一种或多种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611031463.XA CN106770396B (zh) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | 用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611031463.XA CN106770396B (zh) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | 用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106770396A true CN106770396A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106770396B CN106770396B (zh) | 2019-05-14 |
Family
ID=58971587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611031463.XA Expired - Fee Related CN106770396B (zh) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | 用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106770396B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110562912A (zh) * | 2019-10-18 | 2019-12-13 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种提高ZrCo基氢同位素贮存材料吸放氢循环性能的方法 |
| CN112214047A (zh) * | 2020-08-27 | 2021-01-12 | 烟台三鼎化工有限公司 | 反应釜用温度调控方法、装置、计算机设备及存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100233076A1 (en) * | 2008-09-18 | 2010-09-16 | Ford Global Technologies, Llc | Hydrogen Storage Materials |
| CN103439474A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-12-11 | 扬州大学 | 用于确定储氢合金吸/放氢热力学参数的方法 |
| CN104649223A (zh) * | 2013-11-21 | 2015-05-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 金属氮基化合物储氢材料热力学性能的改善方法 |
-
2016
- 2016-11-18 CN CN201611031463.XA patent/CN106770396B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100233076A1 (en) * | 2008-09-18 | 2010-09-16 | Ford Global Technologies, Llc | Hydrogen Storage Materials |
| CN103439474A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-12-11 | 扬州大学 | 用于确定储氢合金吸/放氢热力学参数的方法 |
| CN104649223A (zh) * | 2013-11-21 | 2015-05-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 金属氮基化合物储氢材料热力学性能的改善方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KEE-BUM KIM,ET AL: "Dehydrogenation Reaction Pathway of the LiBH4−MgH2 Composite under Various Pressure Conditions", 《THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C》 * |
| ULRIKE BOSENBERG,ET AL: "Pressure and Temperature Influence on the Desorption Pathway of the LiBH4-MgH2 Composite System", 《J. PHYS. CHEM. C》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110562912A (zh) * | 2019-10-18 | 2019-12-13 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种提高ZrCo基氢同位素贮存材料吸放氢循环性能的方法 |
| CN110562912B (zh) * | 2019-10-18 | 2023-06-23 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种提高ZrCo基氢同位素贮存材料吸放氢循环性能的方法 |
| CN112214047A (zh) * | 2020-08-27 | 2021-01-12 | 烟台三鼎化工有限公司 | 反应釜用温度调控方法、装置、计算机设备及存储介质 |
| CN112214047B (zh) * | 2020-08-27 | 2021-11-16 | 烟台三鼎化工有限公司 | 反应釜用温度调控方法、装置、计算机设备及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106770396B (zh) | 2019-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shen et al. | Comparison of experimental techniques for measuring isosteric heat of adsorption | |
| Muthukumar et al. | Studies on hydriding kinetics of some La-based metal hydride alloys | |
| Drebushchak et al. | Variable temperature (100–360 K) single-crystal X-ray diffraction study of the orthorhombic polymorph of paracetamol (p-hydroxyacetanilide) | |
| Cheng et al. | Design of PC based high pressure hydrogen absorption/desorption apparatus | |
| Belandria et al. | Compositional analysis of the gas phase for the CO2+ N2+ tetra-n-butylammonium bromide aqueous solution systems under hydrate stability conditions | |
| CN104777058B (zh) | 一种煤岩吸附的自由膨胀体积的测量装置及方法 | |
| CN106969999B (zh) | 一种吸附剂真实高压吸附动力学测试装置及方法 | |
| CN106770396A (zh) | 用于测定储氢材料放氢反应热力学参数的方法 | |
| Muthukumar et al. | Measurement of thermodynamic properties of some hydrogen absorbing alloys | |
| Feng et al. | Effects of temperature and pressure on gas desorption in coal in an enclosed system: a theoretical and experimental study | |
| CN109655372A (zh) | 一种PdO吸气剂吸气量测试装置及方法 | |
| CN108318666A (zh) | 非常规天然气的岩、气多过程耦合试验装置 | |
| Kukkapalli et al. | Thermal management techniques in metal hydrides for hydrogen storage applications: a review | |
| Li et al. | Kinetics study on the nonlinear modified varying-size model of LaNi5 during hydrogenation/dehydrogenation | |
| CN107478764B (zh) | 烃类蒸汽转化催化剂活性评价装置及其试验方法和应用 | |
| CN101876617B (zh) | 一种提高等容法储氢性能测量精度的方法 | |
| Northrup Jr | Uranium-hydrogen system | |
| KR102304493B1 (ko) | 매질의 적어도 하나의 속성을 결정하기 위한 유량 측정 시스템 및 방법 | |
| CN110187011A (zh) | 用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置及模拟方法 | |
| Melzer et al. | Solubilities of methane, propane and carbon dioxide in solvent mixtures consisting of water, N, N-dimethylformamide, and N-methyl-2-pyrrolidone | |
| Nozaki et al. | Pressure-composition isotherms of TiC1− x–H system at elevated temperatures | |
| CN107219140A (zh) | 一种煤岩残余瓦斯含气量的估算方法及设备 | |
| CN105498373B (zh) | 气体纯化器使用寿命的监测方法及其装置 | |
| Kölbig | Coupled metal hydride reactions for preheating vehicle components at low temperatures | |
| CN106885885A (zh) | 一种氘化铝锂活性氘含量的测定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190514 |