據(jù)悉，內(nèi)蒙古白雲(yún)鄂博稀土儲氫技術員經(jīng)過産業(yè)化技術攻關，已成功研製出了高容量、長壽命、寬溫域、低自放電四個系列新一代鑭釔鎳系稀土儲氫合金，經(jīng)過測試，在半電池狀態(tài)下其壽命可達到500周以上，同時可以在零下40度到零上60度這個範圍內(nèi)正常使用，這也就意味著鎳氫電池的性能和市場競爭力能得到顯著提高。
自從20世紀60年末LaNi5等金屬間化合物的儲氫性能被發(fā)現(xiàn)後，世界各國就開始研究和開發(fā)了儲氫材料。
據(jù)專業(yè)人員介紹，儲氫材料發(fā)展大體經(jīng)歷三代材料更迭。由于CaCu5結(jié)構所限，第一代AB5型儲氫材料比容量提高空間不大，難以滿足日益發(fā)展的鎳氫電池追求高能量密度的需求。第二代儲氫材料由于鎂元素易揮發(fā)、易氧化，使得産品組成難以控制，而且製造工藝複雜，成本高，此外，材料的應用壽命也因鎂的活性而下降，成爲需要解決的主要問題之一。
爲了突破LaNi5合金的理論容量，同時解決La-Mg-Ni系合金在製造和使用過程中存在的問題，也爲了打破了國外在稀土儲氫合金材料領域的技術壟斷，2014年，稀土儲氫技術員經(jīng)過多次試驗研究發(fā)現(xiàn)釔元素能夠抑制二元鑭鎳合金的氫致非晶化。
用釔元素替代鑭鎂鎳系儲氫合金中的鎂元素，可起到抑制鑭鎳合金氫致非晶化的作用，幷達到同樣的高儲氫量。這也就說明了不含活潑金屬元素可以完全克服鑭鎂鎳系稀土儲氫材料存在的問題。另外，研究者還開發(fā)了新一代高容量鑭釔鎳系儲氫合金材料，同時解決了前兩代儲氫合金産品存在的問題。
鑭釔鎳合金材料的應用研發(fā)雖已經(jīng)取得了一些進展，但研發(fā)者對材料的結(jié)構以及結(jié)構與性能的關係還未深入的研究，成爲制約成果轉(zhuǎn)化的技術瓶頸和核心科學問題。
通過開展基礎研究工作，構建含氫的鑭釔鎳體系熱力學相圖數(shù)據(jù)庫，實驗分析具有優(yōu)異儲氫性能的鑭釔鎳合金吸放氫動力學機理，爲鑭釔鎳型儲氫合金的實用研究提供理論基礎。
研發(fā)團隊還研究鑭釔鎳儲氫合金的主要組成元素、製備技術和工藝條件對形成合金相結(jié)構的影響規(guī)律、合金的組織結(jié)構及其對材料性能的影響規(guī)律、合金材料容量衰減機理，通過組成設計和合成技術可控制備目標合金，爲高效開發(fā)鑭釔鎳系儲氫合金材料産品提供科學基礎和理論指導。
爲了促進鑭釔鎳儲氫材料産業(yè)化工作，針對稀土儲氫合金材料主要應用領域，啓動了金屬氫化物-氫壓縮機的研發(fā)。與俄羅斯莫斯科大學、印度卡努爾通訊技術設計與製造研究院合作，使用低品位熱源（溫度<100°C）開發(fā)具有大範圍輸出壓力（直到80兆帕）的先進氫儲存和供應系統(tǒng)，滿足車載70兆帕高壓氫氣瓶的穩(wěn)定加注需求。
如今，爲了降低鑭釔鎳儲氫合金的原材料成本，加快稀土儲氫材料産業(yè)化，研究者表示需要利用電解法製備釔鎳和鑭釔中間合金，再采用電解釔鎳和鑭釔中間合金代替釔可顯著降低釔的單價，滿足儲氫材料的市場價格預期。
基于基礎研究得出的結(jié)果，在白雲(yún)鄂博實驗室建成年産300噸儲氫合金材料的工業(yè)性試驗生産綫，分別利用200Kg中頻感應爐采用澆鑄工藝、300 Kg中頻感應爐采用快淬工藝研製合金産品，探索和優(yōu)化工藝條件，研究了化學計量比、組成元素、成分控制、澆鑄和快淬製備工藝、熱處理工藝、組織結(jié)構、測試方法及其相互關係和影響規(guī)律。
300Kg/爐中頻感應爐生産的合金性能達到實驗樣品指標，電化學容量超過370毫安時每克，試製的AA型電池表現(xiàn)出優(yōu)異的充/放電循環(huán)穩(wěn)定性，這些實驗結(jié)果也得益于白雲(yún)鄂博實驗室裏具備的完善的儲氫材料製備、結(jié)構表徵、性能測試、中試生産、材料應用評價等相關基礎條件。
新型高容量鑭釔鎳系儲氫材料，實際放電容量達到390毫安時每克以上，超過了傳統(tǒng)LaNi5型儲氫合金的理論容量，解決了高容量La-Mg-Ni系儲氫合金難以製備的問題，綜合性能滿足市場需求，突破了國外的專利限制。
