[发明专利]用于确定储氢合金吸/放氢热力学参数的方法

摘要

本发明涉及一种合金材料关键性能参数的获取方法，特别是一种用于确定储氢合金吸/放氢热力学参数的方法，首先通过储氢合金吸放氢性能测试仪进行相关测试，获得不同温度下合金吸/放氢压力-浓度等温线数据，然后对这些实验数据进行一系列自动分析处理，最终输出储氢合金吸/放氢焓变、吸/放氢熵变和在设定温度下的吉布斯自由能变数据。本发明可以大大改善工程应用中对储氢合金成分-性能筛选的效率和分析结论的可靠性，解决了以往储氢合金吸/放氢热力学参数数据分散性大，出现错误的概率大，分析测试过程繁琐，数据输出不够直观等问题。

主权项

1.一种用于确定储氢合金吸/放氢热力学参数的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）称取储氢合金样品放入储氢合金吸/放氢性能测试仪的样品室中； （2）由低温到高温，在不同温度下，对储氢合金样品进行储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线的测试，获得储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线测试数据；（3）在MATLAB软件的Workspace中建立一个包含有多列测试数据的数组，将获得的储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线测试数据中的样品室温度、氢浓度和氢压力数据按先后顺序分别填入对应的数组中得到实验数据数组；（4）将实验数据数组进行分割，得到对应不同温度且相互关联的储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线数据数组；（5）将每个储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线数据数组中含零数据行去掉；（6）将每个储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线数据数组继续分割成吸氢和放氢两部分，分割点为每条储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线的反应平衡压最大值位置；（7）分别对每个储氢合金吸放氢压力-浓度等温线数据数组中吸氢和放氢数据进行保形插值处理，获得大量内插数据点；（8）步骤（7）得到的内插数据点的横坐标表示氢浓度n，纵坐标表示反应平衡压p，对内插数据点进行微分处理获得的极大值，其极大值所对应的反应平衡压作为吸/放氢压力-浓度等温线的反应平台压，相继获得不同温度下储氢合金吸放氢压力-浓度等温线反应平台压，将不同温度下储氢合金吸放氢压力-浓度等温线反应平台压中属于吸氢过程的构成一个数组，属于放氢过程的构成一个数组；（9）将吸/放氢过程所有测试点对应的样品室温度取平均值，该平均值作为储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线的反应温度，将储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线的度反应温度中属于吸氢过程的构成一个数组，属于放氢过程的构成一个数组，并保证各温度数组中数据顺序与上述相关反应平台压数组中的数据顺序一致； （10）依据范特霍夫公式，其中为反应平台压，为标准大气压，R表示气体常数，T表示反应温度，回归出吸/放氢反应的焓变ΔH^o、熵变ΔS^o，然后根据吉布斯自由能变计算公式ΔG^o=ΔH^o-T·ΔS^o得到吉布斯自由能变ΔG^o；（11）依据Workspace建立的包含多列测试数据，以氢浓度为横坐标，以反应平衡压为纵坐标作图，其纵坐标采用自然对数坐标，得到不同温度的储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线图，同时以1000/T为纵坐标，以对应的反应平台压的自然对数值为纵坐标作图，保证与前述等温线图的纵坐标压力值上下限相一致，同时对数据点进行范特霍夫公式拟合；（12）输出储氢合金吸/放氢压力-浓度等温线图，范特霍夫曲线图，吸/放氢反应的焓变ΔH^o、熵变ΔS^o以及设定温度下吉布斯自由能变ΔG^o。