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氫能源作為一種清潔可再生能源，21世紀以來獲得了越來越多的關注。近日，揚州大學機械工程學院楊寧帶領他的科研團隊在LaNi5二元合金的基礎上，探究提高其綜合儲氫性能尤其是循環穩定性的最佳組成和處理條件，提高材料性能，推動金屬氫化物儲氫更好地運用到實際生產中。

而將氫能源運用到實際當中最重要的一點就是解決氫氣的存儲與運輸的問題。其中，無論是從操作安全性還是從操作簡易性角度來講，金屬氫化物儲氫都是最佳的選擇。

“氫能是公認的理想能量載體和具有發展潛力的清潔能源，其具有燃燒熱值高、燃燒產物對環境無污染、資源豐富等優點。”采訪中，指導老師劉晶晶介紹，氫能儲運和利用過程中均涉及眾多儲氫合金材料的應用，而在這些材料中，以LaNi5為基礎的儲氫合金具有廣泛的應用前景。

LaNi5儲氫合金最早發現于1969年荷蘭飛利浦實驗室。據悉，氫氣在被LaNi5合金吸收后在其表面解離成氫原子進入晶體，形成金屬氫化物，實現儲氫的目的。該合金具有許多優點，但與此同時該合金體系的缺點也比較明顯，比如隨著吸/放氫循環容量衰減嚴重、易于粉化，吸/放氫循環中晶胞的膨脹率較大等。

針對這些問題，在劉晶晶的指導下，楊寧帶領他的科研團隊開始著手研發。據悉，較以往的傳統材料，該合金不僅具有以LaNi5為代表的AB型儲氫合金所擁有的易活化、反應速率快、平臺壓適中等優點，還具有吸放氫速率效率高、儲存釋放的壓強速度快、壽命長等優異性能。此外，該合金化學組成設計簡單，不同元素作用機理易于準確把握，同時有利于進一步優化和大規模生產，為工業化商業化提供保障。

“近年來隨著電動汽車的發展，車載燃料電池用AB5型儲氫合金更是成了研究的焦點之一。但是，LaNi5二元合金的綜合儲氫性能尤其是循環穩定性有待進一步提高。”劉晶晶介紹，“本項目針對上述問題，進一步實現突破創新，最終得到符合實際應用要求的AB5型多元儲氫合金，其成果對推動氫能源的實際應用，尤其是車載燃料電池產業的發展具有實際意義。”

據了解，楊寧帶領其團隊通過元素取代和分步熱處理，制備單相La(Ni,M)5(M=Al,Co,Sn,Mn)儲氫合金，研究合金上千周吸/放氫循環過程中的結構演變規律和儲氫性能變化規律，通過優化篩選，最終得到可用于車載氫燃料電池的新型高性能、長壽命AB5型儲氫合金。

目前，該研究項目已發表4篇國際權威論文，一篇關于LaNi4.25Sn0.75合金性質的學術論文和一篇15000字關于Al Co Sn Mn取代LaNi5對其性能產生怎樣影響的結題報告已在寫作過程中，預計將在明年2月份發表，并完成專利申請。

為了改善合金的吸/放氫性能，各國的學者以LaNi5合金作為基礎合金，使用元素替代法，對A側元素La和B側元素Ni進行元素替代，改善其性能。而近年來，研究人員也在通過不斷改良制備方法和工藝來提升儲氫合金的儲氫性能。該團隊結合先進科學發展趨勢，對儲氫合金進行改善，其成果將對進一步開發長壽命、低成本具有商業應用價值的儲氫合金提供理論依據，推動了車載氫能源產業的發展，為人類社會的可持續發展貢獻力量。