Com base no fato de que as séries de titânio puro e TiZr têm baixa pressão de equilíbrio de hidrogênio adsorvido, forte capacidade de fixar hélio, e o hidreto formado tem propriedades químicas estáveis e alta segurança, pode ser usado para armazenamento a longo prazo de gás trítio e o principal problema a ser resolvido é reduzir a retenção; Com base na alta pressão de equilíbrio de hidrogênio de dessorção do sistema TiFe e do sistema TiMn, pode ser desenvolvido e estudado para armazenamento e bombeamento de hidrogênio no processo de produção. O principal problema a ser resolvido é realizar a reciclagem repetida de materiais e reduzir custos.
Para resolver os problemas acima, a direção atual da pesquisa é principalmente a substituição de elementos. Espera-se que através da pesquisa de ligas ternárias ou mesmo multicomponentes, a absorção e dessorção de hidrogênio e as propriedades abrangentes das ligas multicomponentes sejam quebradas.
1, titânio puro
Comparado com outros materiais, o titânio tem um desempenho muito superior no armazenamento de hidrogênio. Em primeiro lugar, o titânio tem as vantagens de rápida adsorção e dessorção de hidrogênio. Além disso, a pressão de equilíbrio do hidrogênio adsorvido de titânio à temperatura ambiente (25 graus) é 10-8 PA, e a perda de hidrogênio é reduzida devido à baixa pressão de equilíbrio de adsorção; Em segundo lugar, em termos de segurança, os compostos de hidrogênio de titânio são muito estáveis. Mesmo expostos ao ar à temperatura ambiente, são fáceis de manusear. A menos que a alta temperatura seja aplicada, o hidrogênio não será liberado; Finalmente, o titânio é um metal de baixo custo. O titânio é rico em recursos naturais. Seu conteúdo na crosta terrestre é 5 vezes maior que o de ferro e 100 vezes maior que o de cobre.
A principal desvantagem do armazenamento de hidrogênio de titânio é que a temperatura de dessorção do hidreto de titânio é muito alta e a retenção é grande. Para atingir a pressão de equilíbrio do hidrogênio de 100 KPA, ele deve ser aquecido a uma temperatura próxima a 800 graus.
2, sistema TiFe
A liga da série TiFe é um tipo de material de armazenamento de hidrogênio com bom desempenho e também é uma liga de armazenamento de hidrogênio típica do tipo AB. Em 1974, foi descoberto por Reilly e Wiswell dos Estados Unidos. Como um material de armazenamento de hidrogênio, a liga TiFe tem sido gradualmente prestada atenção pelos pesquisadores e tem feito muitas pesquisas.
Após a ativação, a liga da série TiFe tem um bom desempenho de absorção e dessorção de hidrogênio, e sua capacidade de absorção e dessorção de hidrogênio é grande, com a capacidade máxima de absorção de hidrogênio (fração de massa), e sua pressão de hidrogênio de equilíbrio de adsorção à temperatura ambiente é de 300kPa. Ligas TiFe como os materiais de armazenamento de hidrogênio têm muitas vantagens, mas também existem alguns problemas: 1) a ativação é difícil; 2) A retenção é grande.
3, série TiZr
Zr e Ti pertencem aos elementos metálicos do grupo Ⅳ B. Semelhante ao Ti, o Zr também é um material metálico com alta densidade de absorção de hidrogênio. Pesquisas mostram que uma relação ti/Zr adequada pode melhorar as propriedades da liga; além disso, a adição do terceiro componente metálico M (onde m é Co, Cr, V, Fe, etc.) também pode melhorar o desempenho de armazenamento de hidrogênio do TiZr. Benvenuti C et al. Mostrou que o TiZrV tem um bom desempenho de absorção de hidrogênio e tem uma ampla perspectiva de aplicação nas áreas de hidrogênio e seu armazenamento e purificação de isótopos.
