【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種易活化高容量釩基儲氫合金及其制備方法，屬于固態儲氫材料領域。
技術介紹
1、目前世界能源體系仍以化石燃料為主，化石燃料的大規模使用會產生溫室氣體和有毒有害物質從而引發一系列環境問題。氫能作為種清潔、高效、安全和可持續的新能源，被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，也是人類的戰略能源發展方向。氫能的關鍵問題是氫難以實現安全、高效儲運，目前傳統存儲方式涵蓋高壓氣態儲運、低溫液態儲運等。固態儲氫因其高安全性、高體積密度、優異的循環性能，是非常有前景的儲運方式。近年來，研發儲氫容量大、活化性能好，動力學性能好、循環壽命長的儲氫合金材料成為研究的熱點。
2、v基儲氫合金屬于bcc型固態儲氫合金，因其具有較高的理論儲氫容量、較低的吸放氫溫度，以及較好的循環性能，是最具前景的儲氫材料之一。但是v基儲氫合金在使用之前需要進行活化，才使得儲氫合金能夠達到最佳吸放氫狀態。而鈦釩基固溶體通常是需要進行高溫活化才能吸放氫,這對其實際應用帶來了困難。此外，釩基儲氫合金在常溫常壓下只能可逆的釋放一部分氫氣，且金屬釩冶煉十分困難，使得其價格十分昂貴，合金成本很高。如何提高其有效儲氫容量，降低合金成本是其面臨的主要問題。目前多元合金化的方法是改善釩基合金有效儲氫容量的有效方法，但是合金化也會導致合金的循環性能較差(李朵,婁豫皖,杜俊霖,等.添加mn和co對v80ti8cr12合金儲氫性能的影響[j].功能材料與器件學報,2015,21(05):145-149.)，添加稀土元素可以改善合金的活化性能，但含量過高會導致合金的儲氫容量降
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種易活化高容量釩基儲氫合金及其制備方法，開發的易活化高容量釩基儲氫合金制備工藝簡單，可在80℃下實現活化，同時合金儲氫容量較高，循環穩定性優異，利于進行商業應用。
2、為達到上述專利技術效果，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種易活化高容量釩基儲氫合金，其合金組成的化學通式為：vxtiycrzcea，且化學通式滿足條件：0.7≤x≤0.8，0.04≤y≤0.1，0.1≤z≤0.19，且x+y+z＝1，0.001≤a≤0.005。
4、優選地，本專利技術合金晶體主要具有體心立方相bcc結構。
5、進一步優選地，本專利技術合金晶體主相為bcc相，還包括少量的ceo2相。本專利技術合金晶體結構是以bcc相為主、包含ceo2相的兩相共存結構，其中bcc相為主相。
6、優選地，本專利技術合金的化學通式滿足條件：0.75≤x≤0.80，0.05≤y≤0.07，0.14≤z≤0.19，且x+y+z＝1，0.001≤a≤0.003。
7、進一步優選地，本專利技術合金化學通式滿足條件：0.78≤x≤0.80，0.05≤y≤0.07，0.14≤z≤0.16，且x+y+z＝1，0.001≤a≤0.003。
8、優選地，在80℃下抽真空120分鐘后，在25℃和不低于4.5mpa的h2條件下吸放氫次數不高于3次，本專利技術釩基儲氫合金即可完全活化。
9、優選地，在25℃和不低于4.5mpa的h2條件下，本專利技術釩基儲氫合金最大吸氫量≥2.27wt％，其經1000次吸放氫循環的儲氫容量保持率≥90％。
10、優選地，在25℃和不低于7mpa的h2條件下，本專利技術釩基儲氫合金最大吸氫量≥2.43wt％，其經1000次吸放氫循環的儲氫容量保持率≥90％。
11、優選地，在25℃、4.5mpa的h2下在200s以內的吸氫量達2.41wt.％，在200s以內的吸氫量達到最大吸氫量的90％。
12、一種本專利技術所述的易活化高容量釩基儲氫合金的制備方法，包括如下步驟：
13、根據目標制備的釩基儲氫合金組成的化學通式為：vxtiycrzcea，且化學通式滿足條件：0.7≤x≤0.8，0.04≤y≤0.1，0.1≤z≤0.19，且x+y+z＝1，0.001≤a≤0.005，按照化學通式中的元素比例，將各組分配比混合原料，其中采用高釩合金和微量ce源材料作為原料，制備高釩合金所用的原料純度≥99.9wt％；混合原料中cr過量10～12wt.％；通過真空電弧熔煉方法，將混合原料置于電弧熔煉爐中，抽真空后，通入高純氬氣，在氬氣保護的條件下翻轉重熔至少5次后，得到制備的釩基儲氫合金。所述釩基儲氫合金是將高釩合金和微量ce通過電弧熔煉方法進行制備而成，使ce在熔煉過程中氧化自身減少釩基合金的氧化，提高合金抗氧化能力的同時不降低合金的儲氫容量，從而得到易活化高容量的釩基儲氫合金。
14、優選地，高釩合金為v-ti合金、v-cr合金或v-ti-cr合金中的至少一種。
15、優選地，在真空電弧熔煉時，抽真空后，感應熔煉爐內真空度≤5.0×10-3pa。
16、優選地，在真空電弧熔煉時，所述抽真空、通入高純氬氣的步驟可重復2-4次，抽真空后，感應熔煉爐內真空度≤4.0×10-3pa。
17、本專利技術與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：
18、1.本專利技術提供的一種易活化高容量釩基儲氫合金儲氫性能優異，可在≤80℃下實現活化，25℃下吸氫容量≥2.40％，1000次吸放氫循環后容量保持率≥90％；
19、2.本專利技術提供的一種易活化高容量釩基儲氫合金成分設計簡單，僅通過添加微量ce即可解決釩基合金活化困難的問題，且不影響其循環穩定性，同時由于ce的添加含量較少，合金的儲氫容量不會降低；
20、3.本專利技術提供的一種易活化高容量釩基儲氫合金，制備工藝簡單，儲氫性能優異，適合大規模生產制備和商業化應用。
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1.一種易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：其合金組成的化學通式為：VxTiyCrzCea，且化學通式滿足條件：0.7≤x≤0.8，0.04≤y≤0.1，0.1≤z≤0.19，且x+y+z＝1，0.001≤a≤0.005。
2.根據權利要求1所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：其合金晶體主要具有體心立方相BCC結構。
3.根據權利要求2所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：其合金晶體主相為BCC相，還包括少量的CeO2相。
4.根據權利要求1所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：化學通式滿足條件：0.75≤x≤0.80，0.05≤y≤0.07，0.14≤z≤0.19，且x+y+z＝1，0.001≤a≤0.003。
5.根據權利要求1所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：在80℃下抽真空120分鐘后，在25℃和不低于4.5MPa的H2條件下吸放氫次數不高于3次，所述釩基儲氫合金即可完全活化。
6.根據權利要求1所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：在25℃和不低于4.5MPa的H2條件下，
7.根據權利要求6所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：在25℃和不低于7MPa的H2條件下，所述釩基儲氫合金最大吸氫量≥2.43wt％，其經1000次吸放氫循環的儲氫容量保持率≥90％。
8.一種權利要求1所述的易活化高容量釩基儲氫合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
9.根據權利要求8所述的易活化高容量釩基儲氫合金的制備方法，其特征在于：抽真空后，感應熔煉爐內真空度≤5.0×10-3Pa。
10.根據權利要求8所述的易活化高容量釩基儲氫合金的制備方法，其特征在于：所述抽真空、通入高純氬氣的步驟可重復2-4次，抽真空后，感應熔煉爐內真空度≤4.0×10-3Pa。
...【技術特征摘要】
1.一種易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：其合金組成的化學通式為：vxtiycrzcea，且化學通式滿足條件：0.7≤x≤0.8，0.04≤y≤0.1，0.1≤z≤0.19，且x+y+z＝1，0.001≤a≤0.005。
2.根據權利要求1所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：其合金晶體主要具有體心立方相bcc結構。
3.根據權利要求2所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：其合金晶體主相為bcc相，還包括少量的ceo2相。
4.根據權利要求1所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：化學通式滿足條件：0.75≤x≤0.80，0.05≤y≤0.07，0.14≤z≤0.19，且x+y+z＝1，0.001≤a≤0.003。
5.根據權利要求1所述的易活化高容量釩基儲氫合金，其特征在于：在80℃下抽真空120分鐘后，在25℃和不低于4.5mpa的h2條件下吸放氫次數不高于3次，所述釩基儲氫合...
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