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中科光析科學技術研究所
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發布時間:2025-05-14
關鍵詞:儲氫性能測試檢測周期,儲氫性能測試檢測標準,儲氫性能測試檢測范圍
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來源:北京中科光析科學技術研究所
因業務調整,部分個人測試暫不接受委托,望見諒。
儲氫性能測試包含以下核心指標:
儲氫容量:單位質量/體積材料的最大吸氫量(wt%),需區分常溫常壓與極端工況下的表現差異
吸附/脫附動力學:測定氫分子在材料表面的擴散速率與活化能參數
循環穩定性:連續充放氫過程中容量衰減率及結構完整性變化
熱力學特性:通過PCT曲線測定平臺壓力、焓變值等關鍵熱力學參數
雜質耐受性:評估CO2、H2S等雜質氣體對儲氫性能的影響
本測試體系適用于以下儲氫介質:
材料類別 | 典型代表 | 測試重點 |
---|---|---|
物理吸附材料 | 活性炭、MOFs、COFs | 比表面積與孔徑分布匹配度 |
化學吸附材料 | 金屬合金(LaNi5, Mg2Ni)、絡合物 | 晶格膨脹系數與相變特性 |
液態載體 | 甲基環己烷、氨硼烷化合物 | 脫氫反應活化能與副產物控制 |
復合儲氫系統 | 納米限域復合材料 | 界面協同效應與傳質效率 |
主流測試方法基于ASTM F3139-15、ISO 16111:2018等國際標準:
體積法(Sieverts法)
通過測量恒溫條件下壓力變化計算吸氫量,適用于1-200bar壓力范圍。需配置高精度壓力傳感器(±0.05%FS)并校正死體積誤差。
重量法(TGA聯用)
采用熱重分析儀直接測量質量變化,分辨率需達0.1μg。需在H2/Ar混合氣氛下進行溫度程序控制。
原位表征技術
XRD:監測吸放氫過程中的晶格參數變化
TDS:解析氫分子脫附活化能分布
FTIR:識別表面吸附態氫物種類型
加速循環測試
采用自動控制裝置實現1000次以上充放循環,溫度波動控制在±1℃,記錄容量衰減曲線。
標準實驗室應配置以下設備系統:
高壓吸附分析儀(HPA-1000)
壓力范圍:真空~200bar(可擴展至700bar)
溫度控制:-196℃~500℃(液氮恒溫槽+電阻爐)
數據采集頻率:10Hz(支持實時PCT曲線繪制)
同步熱分析儀(STA-8000)
TGA靈敏度:0.1μg(載氣切換模塊支持H2/Ar混合)
DSC精度:±0.1μW(用于測定吸放氫焓變)
多站式循環測試系統(MCTS-12)
并行測試通道:12個獨立反應釜(50ml容積)
循環次數記錄精度:±0.01% @1000次循環
氣體純度控制:99.9999% H2(配備在線純化器)
原位X射線衍射儀(In-situ XRD)
角度范圍:5°~80°(2θ)Cu Kα輻射源(λ=1.5406?)
高溫高壓樣品室:最高10bar H2, 500℃工況下采集數據
質譜聯用系統(QMS-500)
質量數范圍:1~300amu(分辨率0.1amu)
脫附氣體實時分析(H2, H2
所有儀器均需定期進行NIST可溯源校準:壓力傳感器每6個月校驗一次;溫度傳感器執行三點校正(液氮沸點、冰水混合物熔點、錫熔點為基準);質量測量模塊使用標準砝碼組進行線性度驗證。
典型工況組合示例 | ||
---|---|---|
金屬氫化物 | -40℃~150℃ | PCT曲線測定 |
1~30bar H2 | ||
5次吸放循環預處理 | ||
納米多孔材料 | 77K~298K | BET比表面積關聯分析 |
真空~100bar H2 | ||
12小時真空脫氣預處理 |
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