主要技术内容
5 技术要求
5.1 化学成分
应符合表1的要求。
表1 化学成分要求(质量分数)
成分 要求(%) 允许偏差
稀土总量(REO) 3.0-8.0 ±0.2
其中:La2O3 2.0-5.0 ±0.15
Y2O3 1.0-3.0 ±0.10
过渡金属(Zn/Cu/Zr) 25.0-35.0 ±0.5
表1(续)
有机配体(C8H4O4基) 55.0-65.0 ±1.0
Fe ≤0.05 -
Si ≤0.03 -
Cl⁻ ≤0.005 -
H2O(300℃失重) ≤2.0 -
5.2 物理性能
应符合表2的要求。
表2 物理性能要求
项目 指标 测试条件
比表面积(BET) ≥2500m²/g 77KN2吸附
孔容 ≥1.2cm3/g 相对压力P/P0=0.95
孔径分布 微孔<2nm占60-70%,介孔2-5nm占20-30% NLDFT方法
配体缺失缺陷密度 15-25% ¹H NMR或XPS定量
晶体结构 特征峰匹配度>95% XRD(Cu Kα)
颗粒尺寸(粉末) D50=2-10μm 激光粒度分析
振实密度 ≥0.35g/cm3 振实密度仪
热稳定性 分解温度>350℃(空气中) TGA(10℃/min)
5.3 储氢性能
应符合表3的要求,测试条件为氢气纯度≥99.999%。
表3 储氢性能要求
性能指标 A级 B级 C级 测试条件
质量储氢密度(25℃) ≥4.5wt% ≥4.0wt% ≥3.5wt% 5MPa,平衡时间2h
表3(续)
质量储氢密度(-40℃) ≥5.5wt% ≥5.0wt% ≥4.5wt% 5MPa
体积储氢密度 ≥45kg/m3 ≥40kg/m3 ≥35kg/m3 计算值
吸氢速率(至90%饱和) ≤5min ≤10min ≤15min 25℃,5MPa
放氢速率(至90%释放) ≤10min ≤15min ≤20min 25℃,0.1MPa
循环寿命(1000次衰减) ≤5% ≤8% ≤10% 25℃,吸放氢循环
动力学性能(h2)* >0.08 >0.06 >0.04 25℃,初始速率
*h2为二级动力学速率常数,单位wt%/min。
5.4 安全与环保要求
5.4.1 安全性能
a)粉尘爆炸下限(MEC):≥60g/m3(ASTM E1515);
b)自燃温度(TIT):≥400℃;
c)静电积累电位:≤1000V(表面电阻106-109Ω);
d)毒性:急性吸入毒性LC50>5000mg/m3(大鼠,4h)。
5.4.2 环保要求
a)碳足迹(从摇篮到大门):≤4.0tCO2-eq/t产品;
b)生产过程scCO2循环率:≥95%;
c)废水排放:COD<50mg/L,重金属离子未检出;
d)稀土回收率(废弃后):≥98%。
适用范围
本文件规定了稀土高能金属有机框架(RE-MOFs)储氢材料的术语定义、分类与牌号、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量证明书。
本文件适用于采用超临界二氧化碳辅助电致气相沉积(scCO2-EVD)工艺制备的、以稀土元素(La、Ce、Y等)为功能掺杂剂的金属有机框架储氢材料,主要用于车载固态储氢、加氢站低压储氢及便携式氢能电源等领域。
是否包含专利
否