Y-Zr-Fe-Al基储氢合金构建内部可控应变场调控吸放氢热力学

主要观点总结

本文通过在YFe 2 基储氢合金内部引入ZrFe 2 基第二相制备得到Y-Zr-Fe-Al基双相合金，利用两相在吸放氢过程中的不同步体积变化以及共格界面错配构建可控的应变场，显著改善了合金吸放氢热力学。合金的P eq相比单相合金提升了166倍，放氢焓变（ ∆H ）降低。该研究不仅完善了储氢合金吸放氢热力学的基本理论，还提供了大规模应用热力学调控方法的可能性。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

储氢合金具有优越的体积储氢密度和安全性，但吸放氢受温度和氢气压力控制。调控吸放氢热力学对于提高储氢合金的性能至关重要。然而，传统方法常常无法达到理想效果，因此需要开发新方法。长期以来，科学界认为应变场对吸放氢起着重要作用，但具体作用机理尚不清楚。

关键观点2: 工作简介

本研究通过制备Y-Zr-Fe-Al基双相合金，利用两相不同步体积变化和共格界面错配构建可控应变场，显著改善了合金吸放氢热力学。该工作不仅完善了储氢合金吸放氢热力学理论，还提供了一种新的热力学调控方法。

关键观点3: 方法与技术

本研究通过在YFe 2 基储氢合金中引入ZrFe 2 基第二相，制备得到Y-Zr-Fe-Al基双相合金。通过适当的熔炼和退火工艺控制第二相的特征，构建内部应变场，从而调控吸放氢热力学。

关键观点4: 结果与影响

研究发现，双相合金的P eq 显著高于单相合金，具有共格第二相的合金P eq 提升了166倍。引入应变影响后，修正的van’t Hoff方程能更好地描述合金吸放氢行为，完善了吸放氢热力学基本理论。这种构建内部应变场的方法具有在块体合金中大规模应用的潜力。

关键观点5: 实验室与作者简介

广东省先进储能材料重点实验室依托华南理工大学建设，本研究团队多人获得学术荣誉，并承担了多项重大重点项目。第一作者毛宇晨为华南理工大学博士生，通讯作者朱敏为华南理工大学教授，教育部长江学者等。