《稀土系儲氫合金吸放氫反應熱力學性能測試 范德霍夫法》

ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

團體標準

T/CSTMXXXXX—202X

稀土系儲氫合金吸放氫反應熱力學性能測試

范德霍夫法

Thermodynamicpropertiestestofrareearthhydrogenstoragealloys

forhydrogenabsorptionanddehydrogenationreactions

Van’tHoffmethod

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施

中關(guān)村材料試驗技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

T/CSTMXXXXX—202X

稀土系儲氫合金吸/放氫反應熱力學性能測試范德霍夫法

警示——使用本文件的人員應有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本文件并未指出所有可能的安全問

題。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。

1范圍

本文件規(guī)定了稀土系儲氫合金吸放氫反應熱力學性能測試的方法。

本文件適用于稀土系儲氫合金吸放氫反應熱力學性能的測定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T678化學試劑乙醇（無水乙醇）

GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫

GB/T4842氬

GB/T4844純氦、高純氦和超純氦

GB/T6379.2測量方法與結(jié)果的準確度(正確度與精密度)第2部分:確定標準測量方法重復性與

再現(xiàn)性的基本方法

GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

GB/T29918稀土系儲氫合金壓力-組成等溫線（PCI）的測試方法

3術(shù)語和定義

GB/T15676界定的術(shù)語和定義適用于本文件。

4方法提要

根據(jù)Van’tHoff方程，以測試溫度的倒數(shù)為橫坐標，以氫平衡壓的自然對數(shù)為縱坐標作圖，所得直線的

斜率為最小標準焓變除以氣體常數(shù)R，其截距為標準熵變除以氣體常數(shù)R，通過三組的平衡氫壓與溫度數(shù)據(jù)

計算可得出合金的氫化焓變ΔH和熵變ΔS。

5測試

按照GB/T29918中的體積法測定樣品分別在313K、333K、353K三個溫度下的P-C-I曲線。

6試驗結(jié)果

1

T/CSTMXXXXX—2020

6.1根據(jù)GB/T29918中的方法計算樣品在相應測試條件下吸/放氫過程的平衡壓，得到一組PH2和測試溫

度T的數(shù)據(jù)，三個溫度共得到三組PH2和T的數(shù)據(jù)。

6.2通過吉布斯自由能與其它熱力學參數(shù)的關(guān)系式可以得到以下關(guān)系式：

……………………（1）

…………（2）

式中：

△G——標準吉布斯自由能

△H——標準焓變化量

△S——標準熵變化量

Kp——平衡常數(shù)

R——氣體常數(shù)

T——熱力學溫度

由Van’tHoff方程變形可得，

HS1

lnP=??…………（3）

H2RTR

式中：

△H——金屬氫化物的生成焓；

△S——熵變量；

R——氣體常數(shù)

式3符合直線方程y=kx+b形式，則以測試溫度T的倒數(shù)為橫坐標，以負的氫平衡壓的自然對數(shù)為縱坐標作

圖，可得到一條直線，即樣品的氫化反應Van'tHoff圖。

注：如三組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)較大偏差點，需重新核實測試準確性。

6.3讀取該直線的斜率和截距。

HS

k=，b=，分別將k和b乘以氣體常數(shù)R，即可得到合金的氫化焓變ΔH和熵變ΔS。

RR

結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，數(shù)值修約按照GB/T8170規(guī)定執(zhí)行。

7精密度

7.1重復性

在重復性條件下獲得的兩次獨立測試結(jié)果的測定值的差值不超過重復性限（r），超過重復性限（r）的

情況不超過5%，重復性限（r）使用表1的測試溫度下測得的數(shù)據(jù)按照GB/T6379.2的規(guī)定求得。

2

T/CSTMXXXXX—202X

表1重復性限

吸氫焓變吸氫熵變放氫焓變放氫熵變

1.1442.1271.0932.367

7.2再現(xiàn)性

在再現(xiàn)性條件下獲得的兩次獨立測試結(jié)果的差值不超過再現(xiàn)性限（R），超過再現(xiàn)性限（R）的情況不超

過5%，再現(xiàn)性限（R）使用表2的測試溫度下測得的數(shù)據(jù)按照GB/T6379.2的規(guī)定求得。

表2再現(xiàn)性限

吸氫焓變吸氫熵變放氫焓變放氫熵變

1.3503.8961.6773.914

8試驗報告

試驗報告應包括以下內(nèi)容：

a）本標準號；

b）鑒別試樣的必要說明；

c）測試時間；

d）測定結(jié)果；

e）本標準未規(guī)定的操作；

f）可能影響結(jié)果的任何情況。

_________________________________

3

T/CSTMXXXXX—2020

附錄A

（資料性）

起草單位和主要起草人

本文件起草單位：包頭稀土研究院

本文件參加起草單位：內(nèi)蒙古稀土功能材料創(chuàng)新中心有限責任公司、鋼鐵研究總院有限公司、揚州大學、內(nèi)

蒙古稀奧科貯氫合金有限公司、內(nèi)蒙古科技大學、鄂爾多斯應用技術(shù)學院、中稀（微山）稀土