近日,中國計量大學材料與化學學院氘氚聚變創新團隊研發的新型鋯鈷基儲氫合金,順利完成第三方檢測、科技查新等系列驗證,改性后的儲氫合金具有高循環穩定性、優異抗中毒能力、高儲氫密度等綜合優勢,突破了傳統鈾基儲氫材料局限。
傳統鈾基儲氫材料存在放射性風險和自燃隱患,且存儲釋放工況嚴苛,質量存儲容量低。該團隊改性鋯鈷基合金規避自燃隱患,存儲壓力低,釋放溫度低,存儲容量顯著提升。此外,對比未改性的ZrCo合金,改性樣品100次循環后的儲氫容量得到顯著提升。
在使用層面,該合金適合密閉高純氣氛環境,能夠完成氫同位素的吸附、存儲、可控釋放,適配聚變實驗裝置、特種氣體存儲裝備組裝需求。核心應用場景首先是可控核聚變燃料循環系統,為 “人造太陽” 裝置提供安全氘氚燃料存儲回收方案;其次可用于核電站氫同位素回收處理,實現特種氣體高效回收;同時適配國防軍工氫同位素儲存裝備、航空航天特種氫源供給等戰略領域。
從產業化角度,整套冶煉熱處理工藝可對接現有冶金生產線,材料良品率提升,綜合生產成本下降顯著,具備規模化推廣條件。項目已完成相關專利申請,發表相關SCI論文8篇,知識產權布局基本完成。
專家表示,核聚變能源是我國面向未來的重點布局方向,氘氚存儲是聚變鏈條必不可少一環。該國產鋯鈷基合金成果,實現基礎科研向應用技術有效轉化。團隊表示,后續將繼續優化材料性能,配合儲氫床裝置開展聯合驗證,推動成果進一步落地,助力我國聚變能源、特種儲氫產業高質量發展。