含铝复合储氢合金及其制备方法、复合固态储氢罐及储放氢性能测试方法
阅读说明：本技术 含铝复合储氢合金及其制备方法、复合固态储氢罐及储放氢性能测试方法 (Aluminum-containing composite hydrogen storage alloy and preparation method thereof, composite solid hydrogen storage tank and hydrogen storage performance testing method ) 是由 原建光 武英 张宝 阎有花 周少雄 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种含铝复合储氢合金及其制备方法、复合固态储氢罐及储放氢性能测试方法。所述含铝复合储氢合金按质量百分比计由80％-98％的储氢合金粉末和2％-20％的铝材料制成。本发明提供的复合固态储氢罐在50℃下,以8L/Min放氢流速放氢,放氢时间能够达到60min,放氢量能够达到480L,放氢量最高能够达到储氢罐储氢量的90％。(The invention relates to an aluminum-containing composite hydrogen storage alloy and a preparation method thereof, a composite solid hydrogen storage tank and a hydrogen storage and discharge performance testing method. The aluminum-containing composite hydrogen storage alloy is prepared from 80-98% of hydrogen storage alloy powder and 2-20% of aluminum material in percentage by mass. The composite solid hydrogen storage tank provided by the invention discharges hydrogen at the hydrogen discharge flow rate of 8L/Min at 50 ℃, the hydrogen discharge time can reach 60Min, the hydrogen discharge amount can reach 480L, and the maximum hydrogen discharge amount can reach 90% of the hydrogen storage amount of the hydrogen storage tank.)
技术领域
本发明属于储氢材料制备技术领域，具体涉及一种基于铝材料配合储氢合金制成的含铝复合储氢合金、含铝复合储氢合金的制备方法、使用该含铝复合储氢合金制备的复合固态储氢罐及对该复合固态储氢罐进行储氢性能测试的方法。
背景技术
化石能源枯竭和环境污染危机迫使人类开发可再生清洁能源。氢是清洁二次能源，更是可再生一次能源理想载体。20世纪70年代，美国通用汽车公司就提出“氢经济时代”的概念来描绘未来氢气取代石油、天然气成为支撑全球经济的主要能源经济形态。因此，氢能的开发和利用成为世界各国特别关注的科技领域。关于氢能的研究开发方面，目前面临氢气的发生、储存和利用三大问题。氢气的储存是氢能开发利用关键，目前许多发达国家都将储氢技术研究列为重大科技计划项目。氢的储运，按氢的储存方法可以分为3种：第一种是气体氢储存技术，将氢气压缩后存储在高压容器中，缺点是钢瓶储存氢气的容积小、储氢量小，并且有***的危险；第二种是液态氢储存技术，即将氢气液化后存储在绝热容器中，液态储氢一般应用于航空航天等重大项目中，由于氢气需要冷却至-253℃左右才能液化，能耗高，液体储存箱庞大，需要很好的绝热装置来隔热，而且容易渗漏，对储罐的绝热性能要求高，上述问题都制约了氢能的广泛应用；第三种是固体氢储存技术，即氢气与储氢材料通过物理或化学的方式相结合的固体储氢方式，能有效克服气、液两种储存方式的不足，而且储氢体积密度大、安全度高、运输方便、操作容易。随着储氢合金的应用，氢气即可以原子或氢化物的形式储存在储氢合金内，具有储氢密度高，储存容器的耐高压和绝热性能要求相对较低，安全性好等优点成为氢气储存的一种潜在的理想方式。
近年来，各国研究工作者在固态合金储氢技术方面做了大量研究工作，使得固态储氢合金得到了迅速发展，并已投入商业应用。采用以储氢合金为存储介质的储氢罐，存储密度大，可方便地为各种场合使用的燃料电池提供氢源，尤其适合于为各种燃料电池驱动的移动工具如电动汽车，电动摩托车和电动自行车提供安全可靠的氢源。
但是，储氢合金吸氢后伴随25％左右的体积膨胀，放氢后体积收缩，因此经多次吸放氢循环后，储氢合金会逐步粉化，同时储氢合金粉末在吸放氢过程中，极易随氢气流动发生流动，产生堆积，使储氢器局部失去间隙，导致在储氢合金吸氢膨胀中储氢罐变形，甚至开裂损坏，引发安全事故。储氢合金粉末有严重的热效应，要保证使吸氢反应的热量能及时传出，放氢反应的热量能及时提供。
因此亟待开发一种可有效防止储氢合金粉末粉化，同时提高热交换性能，以稳定流量放氢的储氢材料制成的复合储氢罐。
发明内容
本发明提供一种含铝复合储氢合金及其制备方法。
本发明另一方面还提供利用所述含铝复合储氢合金制成的复合固态储氢罐，以及对该复合固态储氢罐进行储氢性能测试的方法。
本发明的技术方案为：
一种含铝复合储氢合金，按质量百分比计，所述含铝复合储氢合金由80％-98％的储氢合金粉末和2％-20％的铝材料制成。
在上述含铝复合储氢合金中，作为一种优选实施方式，所述铝材料包括球状铝粉、铝箔、铝纤维中的一种或多种；
更优选地，当所述铝材料为球状铝粉时，所述含铝复合储氢合金为所述球状铝粉和所述储氢合金粉末的混合粉末；
当所述铝材料为铝箔时，所述含铝复合储氢合金具有储氢合金粉末夹置于相邻条状铝箔之间的类三明治结构，优选地，所述含铝复合储氢合金中所述条状铝箔的层数为30-50层，夹置于相邻条状铝箔之间的各层所述储氢合金粉末的质量相同；
当所述铝材料为铝纤维时，所述含铝复合储氢合金具有储氢合金粉末夹置于相邻铝纤维层之间的类三明治结构，优选地，所述含铝复合储氢合金中所述铝纤维层的层数为30-50层，夹置于相邻铝纤维层之间的各层所述储氢合金粉末的质量相同；各层铝纤维的质量相同；优选地，所述球状铝粉的粒径为1～200μm；
优选地，所述铝箔的厚度为0.2～0.5mm；
优选地，所述铝纤维的长度为30～40mm，直径1-2mm。
在上述含铝复合储氢合金中，作为一种优选实施方式，所述储氢合金粉末包括稀土系AB5型、钛系AB型、钛系AB2型、钛钒固溶体型储氢合金粉末中的一种或多种；
优选地，所述储氢合金粉末的平均粒度为75～300μm；
优选地，所述稀土系AB5型储氢合金粉末中，A侧由La和Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Mg、Ti和Zr元素组中的至少1种组成，B侧金属由Ni和Co、Mn、Cu、Fe、Si、Ge、Sn、Cr、Zn、B、V、W、Mo、Ta和Nb元素组中的至少1种组成。
制备上述含铝复合储氢合金的方法，包括以下步骤：
制备储氢合金粉末的步骤；
准备所述铝材料的步骤；
将所述铝材料与所述储氢合金粉末配合制成所述含铝复合储氢合金的步骤。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，制备所述储氢合金粉末的步骤包括：
将所述储氢合金粉末的原料熔炼制备储氢合金铸锭，再对该合金铸锭进行真空退火均质化处理，所述熔炼的温度为1300℃～1500℃，所述真空退火均质化处理的温度为800～1150℃，退火时间为5～10h；然后将退火后的储氢合金铸锭破碎并球磨得到所述储氢合金粉末。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，在将所述铝材料与所述储氢合金粉末配合制成所述含铝复合储氢合金的步骤中，
当所述铝材料为球状铝粉时，将所述储氢合金粉末与所述球状铝粉机械搅拌混合，得到所述含铝复合储氢合金；
当所述铝材料为铝箔时，在一条状铝箔上铺设储氢合金粉末层，然后在该储氢合金粉末层上面铺设另一条状铝箔，按照除最上层以外的各储氢合金粉末层分别夹置于相邻条状铝箔层之间的方式继续层叠至所需层数，由此形成类三明治型结构的含铝复合储氢合金；优选地，在所述含铝复合储氢合金中所述条状铝箔的层数为30-50层；更优选地，夹置于相邻条状铝箔层之间的每层储氢合金粉末的重量相同，每层的条状铝箔尺寸相同；
当所述铝材料为铝纤维时，先采用铝纤维铺设一层铝纤维层，再在该铝纤维层上面铺设储氢合金粉末层，然后在该储氢合金粉末层上面铺设另一铝纤维层，按照除最上层以外的各储氢合金粉末层夹置于相邻铝纤维层的方式继续层叠至所需层数，由此形成类三明治型结构的含铝复合储氢合金；优选地，在所述含铝复合储氢合金中所述铝纤维层的层数为30-50层；更优选地，夹置于相邻铝纤维层之间的每层储氢合金粉末的重量相同；每层铝纤维的重量相同。
一种复合固态储氢罐，包括罐体以及设置于所述罐体内的上述含铝复合储氢合金。
在上述复合固态储氢罐中，优选地，所述罐体的材质为金属铝或铝合金，更优选为616铝合金；进一步优选地，所述罐体包括直筒部和由所述直筒部沿伸出来且变窄的开口部；
更优选地，所述复合固态储氢罐还包括过滤器以及阀门，其中，所述过滤器嵌设在所述罐体的开口部内，所述阀门安装在所述开口部上，用于将所述罐体的开口部封闭或打开；
优选地，所述储氢罐的罐体的内径为70-80mm，外径为80-90mm，直筒部的长度为275-285mm，容积为1-1.5L；更优选地，所述储氢罐的罐体的外径为85mm，内径为85mm，直筒部的长度为280mm，容积为1L。
上述复合固态储氢罐储放氢性能的测试方法，包括以下步骤：
将所述复合固态储氢罐安装到储氢罐充氢及活化处理装置中，对所述复合固态储氢罐内的含铝复合储氢合金依次进行活化、充氢以及放氢性能测试；
优选地，所述活化和充氢包括：将所述复合固态储氢罐的温度控制在80-120℃范围内，同时对所述复合固态储氢罐进行抽真空处理，抽真空的时间为5-10h；然后向复合固态储氢罐内充入氢气，所述复合固态储氢罐内氢气压力为2-10MPa，压力保持时间为5-10h；
优选地，所述放氢性能测试包括：放氢温度控制在5℃-50℃，放氢流速控制在2L/min～8L/min，实时监测所述储氢罐内压力值，待放氢流速下降至预设流速时，停止放氢时间记录，得到该储氢罐能够特定速度放氢的时间和放氢量；
根据得到的放氢量与储氢罐的储氢总量的比值得到该储氢罐在特定时间内的放氢量百分比；
优选地，在50℃下，控制所述放氢流速为8L/min，放氢流速下降至6L/min时，停止放氢时间记录。
在上述测试方法中，作为一种优选实施方式，
所述储氢罐充氢及活化处理装置包括：真空泵、气态氢气瓶以及水浴槽；
所述真空泵，通过抽真空管路与所述复合固态储氢罐连接，用于对所述复合固态储氢罐抽真空，优选地，所述抽真空管路上设有抽真空开关阀；
所述气态氢气瓶，通过充氢管路与所述复合固态储氢罐连接，用于向所述储氢罐内供送氢气，优选地，所述充氢管路上沿氢气流向依次设有减压阀、质量流量控制器和充氢开关阀；
所述水浴槽设置于所述复合固态储氢罐的外部，用于加热所述复合固态储氢罐。
在上述测试方法中，作为一种优选实施方式，所述储氢罐充氢及活化处理装置还包括：所述压力传感器，设置于放氢管路上，所述放氢管路的一端与所述复合固态储氢罐连接，所述压力传感器用于对所述复合固态储氢罐放氢期间进行实时压力的监测；优选地，所述放氢管路上沿气体流动方向依次设有电磁阀、质量流量控制器、背压阀、放氢开关阀和单向阀。
本发明技术方案的效果为：
(1)铝材料优异的热传导性能，减少储氢合金由于吸放氢热效应导致的晶界迁移和晶粒长大，从而改善了储氢合金的吸放氢性能。本发明利用不同尺寸、不同形态的铝材料与储氢合金复合，能够有效缓解储氢合金吸放氢循环过程中由于脱氢时体积收缩，吸氢时体积膨胀导致的细微裂纹及其合金粉化的能力。
(2)本发明提供的复合固态储氢罐具有耐粉化、热传导速率快、具有优异的吸放氢速率特性。
(3)本发明提供的复合固态储氢罐，具有优异的放氢动力学性能，能够稳定的提供一定流速的氢气流量，完全能够满足燃料电池的实际供氢需要。
(4)本发明提供的复合固态储氢罐，可用于氢气纯化、燃料电池氢源及固定式储能等领域。
(5)本发明提供的复合固态储氢罐在50℃下，以8L/Min放氢流速放氢，放氢时间能够达到60min，放氢量能够达到480L，放氢量最高能够达到储氢罐储氢量的90％。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明提供的复合固态储氢罐的剖面图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明提供的储氢罐充氢及活化处理装置的系统示意图；
图4为储氢罐中含有15wt％的1-10μm的球状铝粉的含铝复合储氢合金(即实施例1的含铝复合储氢合金)的放氢流量和放氢压力随时间的变化曲线；
图5为储氢罐中采用铝箔的含铝复合储氢合金(即实施例2的含铝复合储氢合金)的放氢流量和放氢压力随时间的变化曲线。
附图标记：
1.气态氢气瓶，2.真空泵；
3.复合固态储氢罐，31.罐体、32含铝复合储氢合金、33.过滤器、34.阀门；
41.抽真空开关阀，42.充氢开关阀，43.放氢开关阀，5.质量流量控制器，6.减压阀，7.压力传感器，8.电磁阀，9.背压阀，10.单向阀，11.水浴槽。
具体实施方式
下面将参考附图并结合具体实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
一种含铝复合储氢合金，按质量百分比计，所述储氢合金由80％-98％的储氢合金粉末和2％-20％的铝材料制成。
铝材料优异的热传导性能，能够减少储氢合金由于吸放氢热效应导致的晶界迁移和晶粒长大，从而能够改善储氢合金的吸放氢性能，因此，本发明选用铝材料与储氢合金配合使用，进而能够有效解决目前储氢罐中使用的储氢合金在多次循环使用后，逐步粉化，进而导致储氢罐变形甚至损坏的问题。
本发明选用的铝材料包括球状铝粉、铝箔、铝纤维中的一种或多种，其中粒径为1～200μm的球状铝粉均可使用，优选采用粒径为1-10μm的球状铝粉；铝箔可以选用厚度为0.2～0.5mm的铝箔；铝纤维的长度可以为30～40mm，直径为1-2mm。采用本发明优选的铝材料不仅方便操作，更重要的是导热性良好，颗粒太大，厚度过厚或直径过大的铝材料导热性会变差，从而不利于含铝复合储氢合金性能的提升。
当所述铝材料为球状铝粉时，所述含铝复合储氢合金为所述球状铝粉和所述储氢合金粉末的混合粉末；
当所述铝材料为铝箔时，所述含铝复合储氢合金具有储氢合金粉末夹置于相邻条状铝箔之间的类三明治结构，优选地，所述含铝复合储氢合金中所述条状铝箔的层数为30-50层，夹置于相邻条状铝箔之间的各层所述储氢合金粉末的质量相同；也就是说，最底层为铝箔层，然后自下向上依次为储氢合金粉末层、铝箔层、储氢合金粉末层、铝箔层、储氢合金粉末层，依此类推，层叠至所需高度，更优选，最上层为储氢合金粉末层，铝箔的层数与储氢合金粉末的层数相同。
当所述铝材料为铝纤维时，所述含铝复合储氢合金具有储氢合金粉末夹置于相邻铝纤维层之间的类三明治结构，优选地，所述含铝复合储氢合金中所述铝纤维层的层数为30-50层，夹置于相邻铝纤维层之间的各层所述储氢合金粉末的质量相同；各层铝纤维的质量相同；也就是说，最底层为铝纤维层，然后自下向上依次为储氢合金粉末层、铝纤维层、储氢合金粉末层、铝纤维层、储氢合金粉末层，依此类推，层叠至所需高度，更优选，最上层为储氢合金粉末层，铝纤维层的层数与储氢合金粉末的层数相同。
本发明选用的储氢合金粉末平均粒度为75～300μm，优选为80-90μm或100-200μm，包括稀土系AB5型、钛系AB型、钛系AB2型、钛钒固溶体型储氢合金中的一种或多种。优选其中的AB5型稀土系储氢合金中，A侧由La和Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Mg、Ti和Zr元素组中的至少1种组成，B侧金属由Ni和Co、Mn、Cu、Fe、Si、Ge、Sn、Cr、Zn、B、V、W、Mo、Ta和Nb元素中的至少1种组成。
制备上述含铝复合储氢合金的方法：
储氢合金粉末的制备步骤；具体包括先将原料熔炼制备储氢合金铸锭，再对该合金铸锭进行真空退火均质化处理，控制熔炼温度为1300℃～1500℃，退火均质化处理温度为800～1150℃，退火时间为5～10h；将退火后的储氢合金铸锭破碎并球磨得到储氢合金粉末，储氢合金粉末的粒径为75～300μm。
准备铝材料：
铝材料为球状铝粉，将储氢合金粉末与球状铝粉机械搅拌混合(可以使用搅拌机混合搅拌，搅拌时间可以根据原料量的多少设置1-5h不等，可以为1h、2h、3h、4h、5h)，待填充入储氢罐。
铝材料为铝箔，铝箔可以选用0.2-0.5mm厚度的铝箔(比如选用厚度0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm的铝箔)，在具体分割时，根据储氢罐的内径和高度分割铝箔的长度和宽度。将铝箔等分制成设定规格的条状，将等分重量的储氢合金粉末铺设在等分好的条状铝箔上，待将铝箔连同其上铺设的储氢合金粉末同时放入储氢罐。当所述铝材料为铝箔时，在一条状铝箔上铺设储氢合金粉末层，然后在该储氢合金粉末层上面铺设另一条状铝箔，按照除最上层以外的各储氢合金粉末层分别夹置于相邻条状铝箔层之间的方式继续层叠至所需层数，由此形成类三明治型结构的含铝复合储氢合金，最上层为储氢合金粉末层；优选地，在所述含铝复合储氢合金中所述条状铝箔的层数为30-50层；更优选地，夹置于相邻条状铝箔层之间的每层储氢合金粉末的重量相同，每层的条状铝箔尺寸相同；
铝材料为铝纤维，将等分重量的铝纤维和储氢合金粉末轮流依次分别放入储氢罐中(在实际放入时，可以逐层铺设铝纤维和储氢合金粉末)，铝纤维的长度可以为30～40mm，直径为1-2mm。当所述铝材料为铝纤维时，先采用铝纤维铺设一层铝纤维层，再在该铝纤维层上面铺设储氢合金粉末层，然后在该储氢合金粉末层上面铺设另一铝纤维层，按照除最上层以外的各储氢合金粉末层夹置于相邻铝纤维层的方式继续层叠至所需层数，由此形成类三明治型结构的含铝复合储氢合金，最上层为储氢合金粉末层；优选地，在所述含铝复合储氢合金中所述铝纤维层的层数为30-50层；更优选地，夹置于相邻铝纤维层之间的每层储氢合金粉末的重量相同；每层铝纤维的重量相同。
放入储氢罐内的铝材料和储氢合金粉末共同组成本发明储氢罐中所用的含铝复合储氢合金。
球状、纤维状和薄片状铝材料比较而言，薄片状铝材料与储氢合金粉混合使用效果最好，其导热效果最佳；其次是纤维状铝材料，其与储氢合金粉混合使用时，可以保证合金粉具有较大空隙，导热导气效果好；最后是球状铝粉，粉末状铝材料与储氢合金粉混在一起后堆积密度较大，导热导气效果相对差些。
如图1所示，为本发明提供的复合固态储氢罐的剖面图，图2为储氢罐的俯视图，包括罐体31、设置于罐体31内的含铝复合储氢合金32、过滤器33(用于防止粉末进到充氢或放氢管路)、阀门34。
罐体31的材质为金属铝或铝合金，优选为616型铝合金；进一步优选地，罐体31包括直筒部和由所述直筒部沿伸出来且变窄的开口部；
过滤器33嵌设在罐体31的开口部内，阀门34安装在开口部上，用于将罐体31的开口部封闭或打开；开口的口径为柱状腔体宽度的1/3，含铝复合储氢合金填充在储氢罐的腔体内。
储氢罐的罐体31的内径为70-80mm，外径为80-90mm，直筒部的长度为275-285mm，容积为1-1.5L；更优选地，储氢罐的罐体31的外径为85mm，内径为85mm，直筒部的长度为280mm，容积为1L。
复合固态储氢罐储放氢性能的测试方法，包括以下步骤：
将所述复合固态储氢罐安装到储氢罐充氢及活化处理装置中，对所述复合固态储氢罐内的含铝复合储氢合金依次进行活化、充氢以及放氢性能测试。
在上述测试方法中，优选地，所述活化和充氢包括：将所述复合固态储氢罐的温度控制在80-120℃范围内，同时对所述复合固态储氢罐进行抽真空处理，抽真空的时间为5-10h；然后向复合固态储氢罐内充入氢气，所述复合固态储氢罐内氢气压力为2-10MPa，压力保持时间为5-10h；
在上述测试方法中，优选地，所述放氢性能测试包括：放氢温度控制在5℃-50℃，放氢流速控制在2L/min～8L/min，实时监测所述储氢罐内压力值，待放氢流速下降至预设流速(比如放氢流速为8L/min，那么预设流速为6L/min)时，停止放氢时间记录，得到该储氢罐能够以8L/min放氢流速放氢的时间和该时间内的放氢量；
根据得到的放氢量与储氢罐的储氢总量的比值得到该储氢罐在特定时间内的放氢量百分比；
优选地，在50℃下，控制所述放氢流速为8L/min，放氢流速下降至6L/min时，停止放氢时间记录。
储氢罐充氢及活化处理装置包括：真空泵2、气态氢气瓶1以及水浴槽11；
真空泵2，通过抽真空管路与复合固态储氢罐3连接，用于对复合固态储氢罐3抽真空，抽真空管路上设有抽真空开关阀41；
气态氢气瓶1，通过充氢管路与复合固态储氢罐3连接，用于向储氢罐3内供送氢气，优选地，充氢管路上沿氢气流向依次设有减压阀6、质量流量控制器5和充氢开关阀42；
水浴槽11设置于复合固态储氢罐3的外部，用于加热复合固态储氢罐3。
储氢罐充氢及活化处理装置还包括压力传感器7，设置于放氢管路上，放氢管路的一端与复合固态储氢罐3连接，压力传感器7用于对复合固态储氢罐3放氢期间进行实时压力的监测；优选地，放氢管路上沿气体流动方向依次设有电磁阀8、质量流量控制器5、背压阀9、放氢开关阀43和单向阀10。质量流量控制器测定流量需要具有一定压差，因此加入背压阀、单向阀以保证质量流量控制器的前后两侧在其测试压差范围内。
气态氢气瓶1、真空泵2和压力传感器7通过一个气路接口与复合固态储氢罐3连接；
优选地，所述气路接口通过一个金属编织软管和1/4快速接头与复合固态储氢罐3的开口连接。
下面通过具体实施例具体介绍本发明的方案，以及使用本发明提供的储氢罐进行储氢性能检测的方法和结果。
本发明的储氢合金均为稀土系AB5型合金，其中A侧由La和Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Mg、Ti和Zr元素组中的至少1种组成，B侧金属由Ni和Co、Mn、Cu、Fe、Si、Al、Sn、Cr、Zn、B、V、W、Mo、Ta和Nb元素中的至少1种组成为原料。在以下各实施例和对比例中使用的储氢合金为La0.9Ce0.1Ni4.7Co0.1Mn0.1Al0.1(各元素的下脚标代表的是各元素的摩尔比)。
在下列实施例中，为了便于对储氢罐的储氢性能进行测试，均采用外径为85mm，内径为85mm，直筒部分长280mm，容积为1L的储氢罐。根据储氢罐的该尺寸，在分割铝箔时，可以使用厚度为0.2～0.5mm的铝箔，并将其分割成长度270-275mm、宽度为75-85mm的条状，可以优选为长度270mm，宽度80mm的铝箔，一个储氢罐中使用的所有铝箔的尺寸优选一致。铝箔放入罐体内的方法可以是将罐体切割后将铝箔铺进去，然后再将切割的罐体焊接进行密封。
以下实施例中使用的储氢合金粉末的具体制备方法为：
原料预处理：抛光去除原料稀土金属的表面氧化物，烘干镍等原料金属中的水分；
真空感应熔炼：将原料金属按照熔点及沸点高低由下至上(底部熔点和沸点最高)的顺序放入Al2O3坩埚中，先抽真空至0.001～0.01Pa，然后烘炉、洗炉，充入惰性气体至0.04～0.05MPa，调节功率开始熔炼，控制熔体温度为1300～1500℃待钢液完全熔清后，精炼3～10分钟，最后浇筑到水冷铜模中，冷却40min中取出；
热处理：利用高真空退火炉进行温度为800～1150℃，时间为5～10h的热处理，最终得到储氢合金块。
制备储氢合金粉末：在氮气保护氛围下，采用经空压机压缩形成的5MPa高压气体氮气对储氢合金块进行高能破碎制粉，破碎之后采用多层旋振筛进行磨筛和筛分，最终得到粒度为75～300μm的储氢合金粉末。
实施例1
准备铝材料：选用粒径为1-10μm的球状铝粉作为铝材料。
制备含铝复合储氢合金粉末：取3200g上述储氢合金粉末，称量球状铝粉565g，铝粉占复合材料(即储氢合金粉末和铝粉)总质量的15％，用搅拌机将两者进行混合，混合时间为2h，然后将全部含铝复合储氢合金粉末填充到储氢罐罐体中，含铝复合储氢合金粉末占储氢罐罐体体积的80％左右。
充氢并对储氢罐内的铝基储氢合金粉末进行活化处理：将储氢罐安装到储氢罐充氢及活化处理装置上，储氢罐放入加热套中，温度控制在90℃，与真空泵连接，打开球阀和真空泵，将储氢罐中空气抽出，抽真空的时间为6h，然后将储氢罐充入2MPa氢气，保持压力的时间为6h。
储氢性能测试：对活化好的储氢罐进行放氢性能测试，放氢温度控制在50℃，放氢流速控制在8L/min，当放氢速率低于6L/min时停止记录时间，此时的时间为储氢罐能够放氢的时间。
图4为本实施例中，复合固态储氢罐的放氢流量和放氢压力随时间的变化曲线，从图中可以看出储氢罐以8L/min的放氢流速能够放氢达到45min，放氢量达到360L，放氢量占储氢总量的71.8％，氢气流速稳定，放氢性能较好。此外，可以发现储氢罐的放氢压力主要稳定在0.1～0.5MPa之间，放氢压力也比较稳定。
实施例2
准备铝材料：选用厚度为0.3mm的铝箔作为复合铝材料，将其等分成长度为270mm，宽度为80mm的长条。
制备铝基储氢合金粉末：称量储氢合金粉80g，平铺到铝箔上面，在合金粉上继续平铺相同尺寸的铝箔，继续称量相同质量的储氢合金粉平铺到铝箔上，依次进行上述操作，直至铝箔和储氢合金粉的层数均达到40层，即最上面一层为储氢合金粉层，将40层铝箔合金粉“三明治”全部填充到直筒顶部开口的储氢罐中，然后对储氢罐进行封口。
充氢并对储氢罐内的铝基储氢合金粉末进行活化处理：
将储氢罐安装到储氢罐充氢及活化处理装置上，储氢罐放入加热套中，温度控制在90℃，与真空泵连接，打开球阀和真空泵，将储氢罐中空气抽出，抽真空的时间为6h，然后将储氢罐充入2MPa氢气，保持压力的时间为6h。
储氢性能测试：对活化好的储氢罐进行放氢性能测试，放氢温度控制在50℃，放氢流速控制在8L/min，当放氢速率低于6L/min时停止记录时间，此时的时间为储氢罐能够放氢的时间。
图5为本实施例中，铝材料储氢合金复合储氢罐的放氢流量和放氢压力随时间的变化曲线，从图中可以看出储氢罐以8L/min的放氢流速能够放氢达到57min，放氢量达到456L，放氢量占储氢总量的90.8％，氢气流速稳定，放氢性能优异。此外，可以发现储氢罐的放氢压力主要稳定在0.1～0.5MPa之间，放氢压力稳定。
实施例3
准备铝材料：选用纤维长度为30-40mm、直径1-2mm的铝纤维作为复合铝材料。
制备铝基储氢合金粉末：铝纤维565g，储氢合金粉3200g，铝纤维质量占复合材料总质量的15％。制备流程：将铝纤维和储氢合金粉末分别40等分，先称量铝纤维14.125g，占铝纤维总质量的1/40，填充到储氢罐中，然后称量80g储氢合金粉末填充到储氢罐中，一层层交替循环填充，铝纤维和储氢合金粉层各填充40层，直至全部材料填充到储氢罐中。
充氢并对储氢罐内的铝基储氢合金粉末进行活化处理：
将储氢罐安装到储氢罐充氢及活化处理装置上，储氢罐放入加热套中，温度控制在90℃，与真空泵连接，打开球阀和真空泵，将储氢罐中空气抽出，抽真空的时间为6h，然后将储氢罐充入2MPa氢气，保持压力的时间为6h。
储氢性能测试：对活化好的储氢罐进行放氢性能测试，放氢温度控制在50℃，放氢流速控制在8L/min，当放氢速率低于6L/min时停止记录时间，此时的时间为储氢罐能够放氢的时间。
本实施例制备出的铝材料储氢合金复合储氢罐：在温度为50℃下，以8L/min的放氢流速能够放氢达到49min，放氢量达到392L，放氢量占储氢总量的78.1％，氢气流速稳定，放氢性能优良。此外，可以发现储氢罐的放氢压力主要稳定在0.1～0.5MPa之间，放氢压力稳定。
对比例1和实施例4-8
表1中列举的对比例1和实施例4-8的制备工艺与实施例1中给出的工艺相同，对比例1和实施例4-8与实施例1的区别点在于，选用的球状铝粉的含量和粒径不同，具体参数见下表1。
表1对比例1和实施例4-8中的球状铝粉的含量、颗粒尺寸以及放氢效果
由表1可以看出，对比例1中，未加入球状铝粉，其放氢时间最短，放出的氢气体积以及百分比为最少。而加入球状铝粉的实施例4-8其放氢时间均有不同程度的增加，但是均小于实施例1中的放氢时间以及放氢体积和百分比。
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。