纳米晶Al–Cr–Cu–Fe–Ni高熵合金具有显著的氢储存性能

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》：Notable hydrogen storage properties in nanocrystalline Al–Cr–Cu–Fe–Ni high entropy alloy

本研究通过机械合金化制备了Al-Cr-Cu-Fe-Ni高熵合金纳米晶材料，其在300℃、50 atm下表现出快速吸放氢性能（吸氢2.1wt%<3min，放氢1.6wt%<6min）及优异循环稳定性（25次循环后仅损失0.2wt%）。揭示了纳米晶结构对氢存储性能的促进作用。

　　

摘要

本研究探讨了单相纳米晶机械合金Al–Cr–Cu–Fe–Ni高熵合金（HEA）的储氢机制。这些合金是通过使用高能研磨球磨机（以己烷作为过程控制剂）从元素粉末合成的。经过40小时的研磨后，所得材料呈纳米晶态，具有体心立方（BCC）结构，晶格参数为0.289纳米。该纳米晶Al–Cr–Cu–Fe–Ni HEA在300°C和50 atm的氢压下表现出优异的储氢能力：3分钟内可吸收2.1wt%的氢，在6分钟内释放约1.6wt%的氢。这种快速的吸氢和释氢过程凸显了该合金在氢储存和释放方面的高效性。此外，该合金还具有良好的循环稳定性，在25次循环后仅损失了0.2wt%的储氢容量。其卓越的循环稳定性和快速的储氢/释氢动力学特性使其成为氢储存应用的理想选择。