氢作为能源，具有资源丰富、燃烧热值高、清洁和无污染等优点，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。高纯氢在航空航天、电子工业和新能源汽车等重要领域均得到广泛的应用。致密金属膜材料不仅具有良好的机械性能和热化学稳定性，而且由于其氢分离机制为“溶解-扩散机制”而对氢气具有极高的选择性，成为生产高纯和超纯氢气十分有潜力的氢气分离膜材料。特别是，基于“多相构成，功能分担”设计的Nb基共晶型滤氢合金，因其低廉的材料成本和优异的抗氢脆性能而成为潜在的用于制备高纯和超纯氢气的新型金属膜材料。
近日，核装备与核工程学院朱坤军讲师（第一作者）与哈尔滨工业大学科研人员合作，发表了Pd元素调制Nb(W)-TiNi共晶型滤氢合金氢传输特性的研究工作。研究人员研究了不同温度和不同氢气压力条件下Nb(W)-TiNi(Pd)共晶型滤氢合金氢溶解与氢扩散特性以及氢渗透流量与抗氢脆性能(如图1所示)。从化学势梯度驱动氢扩散角度揭示了Pd置换Ti/Ni影响Nb(W)-TiNi合金氢传输性能的内在机理，阐明了Pd置换Ti/Ni可以明显提高Nb(W)-TiNi合金抗氢脆性能。
图1.Nb(W)-TiNi(Pd)共晶型滤氢合金氢传输特性
上述相关研究成果发表在InternationalJournalofHydrogenEnergy上，得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金等项目的资助。
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（1）https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.12.021
