TiFe基储氢罐循环稳定性的台架级评估

摘要整理

低成本、柔性金属氢化物储氢装置作为能量转换系统的基本元件，近年来重新引起广泛关注。在众多金属间化合物中，TiFe基合金因其约1.9 wt.%的显著储氢容量和温和的工作条件，成为最有前景的储氢材料之一。然而，合金在反复吸氢-放氢循环中的性能衰退不可避免地影响储氢系统的工作性能。本研究调查了台架级TiFe基合金储氢罐的内在衰退行为。在5°C至45°C之间进行了热循环寿命测试，通过获取温度历史数据测试了储氢装置的传热性能。采用热成像设备进行了内部传热映射，并记录了吸氢和放氢反应的充放电时间、压力-成分等温线。热成像结果显示，储氢罐在寿命初期(BoL)和寿命末期(EoL)放电反应的温度分布存在显著差异。研究发现，经过100个循环后，储氢容量下降了约90%。传热映射表明，过度衰退主要发生在储氢装置的中部区域，根据测量结果，这归因于无活性TiFe团簇的形成。该研究为TiFe基储氢系统的循环性能评估和寿命预测提供了重要参考。

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