储氢性能测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-04-19  

储氢性能测试是评估储氢材料及装置核心指标的关键技术环节,主要涵盖吸附容量、循环稳定性及热力学特性等核心参数。本文依据ISO16111、ASTME2858等国际标准体系,系统阐述储氢材料的检测项目分类、适用材料范围、主流测试方法原理及精密仪器配置要求,为行业提供标准化检测方案参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

储氢性能测试体系包含五大核心指标:

储氢容量:单位质量/体积材料的最大吸氢量(wt%),包含绝对容量与可逆容量

吸附/解吸动力学:温度-压力条件下氢气的吸附速率与解吸效率

循环稳定性:连续吸放氢循环中的容量衰减率与结构完整性

热力学参数:包括焓变(ΔH)、熵变(ΔS)等关键热力学特性

材料结构表征:比表面积(BET)、孔径分布(DFT模型)及晶体结构变化

检测范围

材料类别典型代表检测重点
金属基储氢合金LaNi5, Mg2Ni循环寿命测试、晶格膨胀率
碳基纳米材料活性炭、石墨烯比表面积与储氢量关联性分析
金属有机框架(MOFs)ZIF-8, MIL-101孔径分布与吸附位点研究
化学氢化物NaAlH4, LiBH4分解温度与可逆性测试
复合储氢系统MgH2-TiO2协同效应与界面特性表征

检测方法

体积法(Sieverts法)

通过测量恒温条件下氢气压力变化计算吸附量,符合ISO 16111标准要求。测试压力范围覆盖0.1-20MPa,温度控制精度±0.1℃。

重量法(TGA-MS联用)

采用热重分析仪结合质谱检测器,同步监测质量变化与气体逸出特征。适用于纳米材料的高灵敏度测试。

程序升温脱附(TPD)

在10-3 Pa真空环境下以5℃/min速率升温,通过QMS检测脱附峰确定吸附能分布。

压力组成等温线(PCT)法

绘制不同温度下的压力-组成曲线,计算平台压滞后系数。依据ASTM E2858进行数据拟合。

原位X射线衍射(In-situ XRD)

采用高能同步辐射光源(λ=0.5Å)实时观测吸放氢过程的晶格参数变化。

检测仪器

1. Sieverts型储氢性能测试仪

- 双气路设计实现自动压力补偿

- 量程覆盖77-773K温区

- 配备16位高精度压力传感器(精度±0.05%FS)

2. 热重-质谱联用系统(TGA-MS)

- 微量天平灵敏度0.1μg

- 质谱质量范围1-300amu

- 最高加热速率100℃/min

3. 程序升温脱附分析仪(H2-TPD)

- UHV系统极限真空5×10-8 Torr

- PID控温精度±0.5℃

- 四极杆质谱检测限10-12 Torr

4. X射线衍射仪(XRD)

- Cu靶Kα辐射源(λ=1.5406Å)

- 高温附件最高测试温度1200℃

- 步进扫描精度0.001°2θ

5. BET比表面及孔径分析仪

- N2/Ar吸附测试

- DFT/NLDFT模型计算孔径分布

- 比表面测量范围0.01-5000m²/g

6. 差示扫描量热仪(DSC)

- 温度范围-170~700℃

- 热流灵敏度0.1μW

- 动态气氛控制模块(H2/Ar混合气路)

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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