《稀土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試 范德霍夫法編制說明》

CSTM團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

《稀土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試范德霍夫法》

編制說明

（立項(xiàng)階段□征詢意見階段審查階段□報(bào)批階段□）

1、目的意義

氫能作為一種高效清潔的二次再生能源受到了人們廣泛的關(guān)注。在整個(gè)氫能

系統(tǒng)中，儲(chǔ)氫是較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。金屬氫化物自1989年日本松下對(duì)鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)

化生產(chǎn)、貯氫合金材料研究得到大力發(fā)展；多年來，因我國(guó)儲(chǔ)氫合金生產(chǎn)技術(shù)不

斷改進(jìn)和創(chuàng)新，保證了產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)外用戶及市

場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)。而我國(guó)合金粉的生產(chǎn)能力從開始的500噸擴(kuò)展到目前的30000

噸以上。

儲(chǔ)氫材料熱力學(xué)性能的研究主要是研究材料吸氫時(shí)氫化物形成焓及熵值的

大小。儲(chǔ)氫材料的吸放氫過程伴隨著熱量的吸收和釋放，吸氫時(shí)伴隨著放熱反應(yīng)，

放氫時(shí)為吸熱反應(yīng)。儲(chǔ)氫合金形成氫化物的反應(yīng)焓和反應(yīng)熵對(duì)儲(chǔ)氫材料的研究、

開發(fā)和利用有及重要的實(shí)際意義。生成熵表示形成氫化物反應(yīng)進(jìn)行的趨勢(shì)，在同

類合金中若數(shù)值越大，其平衡分解壓越低，生成的氫化物越穩(wěn)定。生成焓是合金

形成氫化物的生成熱，負(fù)值越大，氫化物越穩(wěn)定。生成焓的大小，對(duì)于探索不同

目的的金屬氫化物具有重要的意義。做儲(chǔ)氫材料用時(shí)，從能源效率角度看，生成

焓值越小越好，做蓄熱材料用時(shí)，該值越大越好。因此儲(chǔ)氫合金的熱穩(wěn)定性無論

是電化學(xué)儲(chǔ)氫還是固態(tài)儲(chǔ)氫方面都是重要的技術(shù)指標(biāo)。目前稀土系儲(chǔ)氫合金吸放

氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試方法國(guó)內(nèi)尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。通過制定本標(biāo)準(zhǔn)可以規(guī)范企

業(yè)和科研院所測(cè)試稀土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試方法和步驟，提高

測(cè)試結(jié)果的可對(duì)比性和參考價(jià)值。

2、主要技術(shù)內(nèi)容

規(guī)定了稀土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試方法，對(duì)方法原理、測(cè)試

步驟、結(jié)果計(jì)算進(jìn)行了規(guī)范，并給出了測(cè)試結(jié)果的精密度。根據(jù)Van’tHoff方

程可知，以測(cè)試溫度的倒數(shù)為橫坐標(biāo)，以負(fù)的氫平衡壓的自然對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)作圖，

所得直線的斜率為最小標(biāo)準(zhǔn)焓變除以氣體常數(shù)R，其截距為標(biāo)準(zhǔn)熵變除以氣體常

數(shù)R，進(jìn)而可得出合金的氫化焓變?chǔ)和熵變?chǔ)。

3、預(yù)期的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益

近期，國(guó)家發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》，從產(chǎn)業(yè)

發(fā)展角度部署了氫能源在十四五及以后一個(gè)時(shí)期的發(fā)展方向和重要任務(wù)。其中，

“系統(tǒng)構(gòu)建支撐氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新體系”部分提出，要持續(xù)推進(jìn)綠色低碳

氫能制取、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用各環(huán)節(jié)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，持續(xù)開展清脆失效、低

溫吸附、泄漏/擴(kuò)散/燃爆等科學(xué)機(jī)理研究，持續(xù)推動(dòng)氫能技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備、重大

產(chǎn)品示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！敖y(tǒng)籌推進(jìn)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”部分強(qiáng)調(diào)，要穩(wěn)步

構(gòu)建儲(chǔ)運(yùn)體系，探索固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)等方式應(yīng)用。

稀土系儲(chǔ)氫合金作為固態(tài)儲(chǔ)氫領(lǐng)域的主流應(yīng)用材料，其基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究

已發(fā)展多年且表現(xiàn)出光明的應(yīng)用前景。目前，稀土系儲(chǔ)氫合金的應(yīng)用方向主要集

中在小規(guī)模、可移動(dòng)式固態(tài)儲(chǔ)氫裝置上。未來，稀土系儲(chǔ)氫合金除了作為固態(tài)儲(chǔ)

氫裝置的主體材料與質(zhì)子交換膜燃料電池等氫能轉(zhuǎn)化裝置聯(lián)用，還可發(fā)揮其吸放

氫反應(yīng)的氫氣壓縮/膨脹效應(yīng)與反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)的特質(zhì)作為機(jī)械泵和熱泵用

于眾多生產(chǎn)生活場(chǎng)景。在國(guó)家持續(xù)重視與大力發(fā)展氫能源的背景下，稀土系儲(chǔ)氫

合金也將迎來廣闊的發(fā)展空間。

稀土系儲(chǔ)氫合金材料的發(fā)展符合氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，是未來固態(tài)儲(chǔ)氫裝置所

采用的主體材料，規(guī)范材料的吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試方法是研發(fā)及規(guī)?；?/p>

產(chǎn)稀土系儲(chǔ)氫合金材料的前提和基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)化是極其必要

的。本文件建立了稀土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試方法，體現(xiàn)了檢測(cè)

技術(shù)的進(jìn)步，適應(yīng)稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，符合國(guó)家政策法規(guī)、導(dǎo)向，符合目前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)

氫合金材料的生產(chǎn)和用戶需求情況。本文件規(guī)定的內(nèi)容遵循充分滿足市場(chǎng)要求原

則、指導(dǎo)生產(chǎn)的原則。通過標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，提高儲(chǔ)氫合金材料的生產(chǎn)技術(shù)水平，促

進(jìn)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，為國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)，滿足用戶的需求，促進(jìn)稀土

儲(chǔ)氫合金行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)國(guó)內(nèi)稀土生產(chǎn)企業(yè)及相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生積極

的促進(jìn)作用。

4、工作簡(jiǎn)況

（1）任務(wù)來源

基于儲(chǔ)氫合金生產(chǎn)和研究的需要，包頭稀土研究院于2022年2月向中關(guān)村材

料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟（CSTM）提出制定《稀土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試

范德霍夫法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的建議，2022年5月18日，CSTM組織專家對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行線

上評(píng)審，經(jīng)質(zhì)詢、討論專家們一致認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)具有立項(xiàng)的必要性和可行性，同意

該標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，CSTM于2022年6月6日對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行立項(xiàng)公示，立項(xiàng)號(hào)：CSTMLX9900

00969—2022。

（2）起草單位

牽頭起草單位：包頭稀土研究院

參加起草單位：內(nèi)蒙古稀土功能材料創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司、鋼鐵研究總院

有限公司、揚(yáng)州大學(xué)、內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合金有限公司、內(nèi)蒙古科技大學(xué)、鄂爾

多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院、中?。ㄎ⑸剑┫⊥列虏牧嫌邢薰?/p>

（3）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的主要工作過程

包頭稀土研究院2021年開始了《稀土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試

范德霍夫法》標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)研工作。2022年2月包頭稀土研究院向CSTM提出起草《稀

土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試范德霍夫法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的申請(qǐng)，CSTM

于2022年5月18日組織專家進(jìn)行立項(xiàng)評(píng)審，專家們一致認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)具有立項(xiàng)的必

要性和可行性，同意該標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。同時(shí)，專家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)初稿進(jìn)行了認(rèn)真的討論并提

出了許多寶貴的意見和建議。CSTM于2022年6月6日對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行立項(xiàng)公示，立

項(xiàng)號(hào)：CSTMLX990000969—2022。包頭稀土研究院接受任務(wù)后，立即成立了《稀

土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試范德霍夫法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)小組，通

過總結(jié)以往對(duì)儲(chǔ)氫合金的研究、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及調(diào)研相關(guān)生產(chǎn)廠家和研究單位對(duì)儲(chǔ)氫

合金熱力學(xué)性能測(cè)試方法的建議后，初步形成《稀土系儲(chǔ)氫合金吸放氫反應(yīng)熱力

學(xué)性能測(cè)試范德霍夫法》草案，將草案稿發(fā)給相關(guān)單位征求意見，并按照相關(guān)

專家提出的意見進(jìn)行修改完善。具體工作進(jìn)度如下：

2022年6月?2022年12月：稀土系儲(chǔ)氫合金市場(chǎng)調(diào)研、收集市場(chǎng)資料、了

解各生產(chǎn)、研究單位熱力學(xué)性能測(cè)試方法，匯總相關(guān)資料完成《稀土系儲(chǔ)氫合金

吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試范德霍夫法》草案稿；

2023年1月?2023年3月：將草案稿發(fā)給相關(guān)單位征求意見，并匯總反饋意

見，意見匯總處理表見表1-1。商討確定條件試驗(yàn)方案，并按照要求進(jìn)行相關(guān)的

測(cè)試。

表1-1標(biāo)準(zhǔn)意見匯總處理表

序

標(biāo)準(zhǔn)章條編號(hào)意見內(nèi)容處理意見及理由

號(hào)

12補(bǔ)充GB/T6379.2和GBT8170采納

23補(bǔ)充“反應(yīng)熱力學(xué)”的定義采納

34原理改為方法提要采納

46“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理”改為“試驗(yàn)結(jié)果”采納

將（如此時(shí)三組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)較大偏

差點(diǎn)，需重新核實(shí)測(cè)試準(zhǔn)確性）改

56.2采納

為“注：如三組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)較大偏

差點(diǎn)，需重新核實(shí)測(cè)試準(zhǔn)確性”

66.3補(bǔ)充數(shù)值修約的規(guī)定采納

77吸氫和放氫的熵變和焓變都應(yīng)列出采納

2023年4月?2023年6月：根據(jù)反饋意見對(duì)草案稿進(jìn)行修改完善，形成征求

意見稿。匯總條件試驗(yàn)數(shù)據(jù)，整理分析，確定精密度試驗(yàn)方案，并將樣品郵寄給

各參加單位。

2023年7月-2023年9月：匯總精密度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫試驗(yàn)報(bào)告，補(bǔ)充完善

標(biāo)準(zhǔn)草案稿形成預(yù)審稿。

（4）主要起草人及其所做的工作

主要起草人及其工作內(nèi)容如表1-2所示：

表1-2主要起草人及其所做的工作

序號(hào)起草人起草單位工作內(nèi)容備注

包頭稀土研究院

1李寶犬標(biāo)準(zhǔn)草案起草、試驗(yàn)方案確定、編制說明撰寫

包頭稀土研究院

2徐津調(diào)研行業(yè)現(xiàn)狀、確定條件試驗(yàn)方案

包頭稀土研究院

3王利搭建標(biāo)準(zhǔn)框架、確定條件試驗(yàn)方案

包頭稀土研究院

閆慧忠技術(shù)顧問、全面指導(dǎo)

內(nèi)蒙古稀土功能

4許永燕材料創(chuàng)新中心有條件試驗(yàn)的測(cè)試與數(shù)據(jù)匯總

限責(zé)任公司

鋼鐵研究總院有

5郭世海條件試驗(yàn)的測(cè)試與數(shù)據(jù)匯總

限公司

揚(yáng)州大學(xué)

6程宏輝精密度試驗(yàn)與數(shù)據(jù)匯總

內(nèi)蒙古稀奧科貯

7王永光研究分析行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、確定技術(shù)指標(biāo)

氫合金有限公司

內(nèi)蒙古科技大學(xué)

8胡鋒精密度試驗(yàn)的測(cè)試與數(shù)據(jù)匯總

鄂爾多斯應(yīng)用技

9朱曉梅研究分析行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、確定主要技術(shù)內(nèi)容

術(shù)學(xué)院

中?。ㄎ⑸剑┫⊥?/p>

10李軍研究分析行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、確定技術(shù)指標(biāo)

新材料有限公司

11李一鳴內(nèi)蒙古科技大學(xué)精密度試驗(yàn)測(cè)試與數(shù)據(jù)分析

鄂爾多斯應(yīng)用技

12劉治平精密度試驗(yàn)測(cè)試與數(shù)據(jù)分析

術(shù)學(xué)院

5、標(biāo)準(zhǔn)編制的原則

（1）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)或理由

參照GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

的規(guī)定編寫。

（2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

a)一致性

b)系統(tǒng)性

c)規(guī)范性

d)普適性

e)適用性

f)先進(jìn)性

6、確定標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容的依據(jù)

（1）樣品情況

選擇具有代表性的AB5型合金作為試驗(yàn)樣品，由內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合金有

限公司提供。

（2）試驗(yàn)驗(yàn)證單位情況簡(jiǎn)介

包頭稀土研究院作為全國(guó)最大的綜合性稀土研究機(jī)構(gòu)，在稀土儲(chǔ)氫合金材料

領(lǐng)域做了大量工作并積累了豐富成果。本次試驗(yàn)的安排，由包頭稀土研究院開展

前期工作，首先在眾多稀土系儲(chǔ)氫合金中篩選出具有代表性的樣品，對(duì)其開展吸

放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能研究，隨后對(duì)形成的測(cè)試方法進(jìn)行精密度試驗(yàn)，驗(yàn)證該方法

的穩(wěn)定性。

參加本項(xiàng)目驗(yàn)證試驗(yàn)的單位有內(nèi)蒙古稀土功能材料創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司、

鋼鐵研究總院有限公司、揚(yáng)州大學(xué)、內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合金有限公司4家單位。

其中內(nèi)蒙古稀土功能材料創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司、鋼鐵研究總院作為一驗(yàn)單位對(duì)

本標(biāo)準(zhǔn)的條件試驗(yàn)和精密度試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。揚(yáng)州大學(xué)和內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合

金有限公司對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的精密度進(jìn)行驗(yàn)證，以驗(yàn)證本項(xiàng)目擬建立的稀土系儲(chǔ)氫合金

吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)性能測(cè)試方法的可靠性、重復(fù)性及穩(wěn)定性。經(jīng)過對(duì)不同單位檢

測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析后，驗(yàn)證不同參與單位間測(cè)試結(jié)果的一致性，最終確定方法

的精密度。內(nèi)蒙古科技大學(xué)、鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院和中?。ㄎ⑸剑┫⊥列虏牧?/p>

有限公司全程參與本項(xiàng)目的起草工作，在技術(shù)討論中提出了很多寶貴的意見。

（3）條件試驗(yàn)

影響儲(chǔ)氫合金熱力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果的主要因素為測(cè)試溫度間隔和測(cè)試溫度

點(diǎn)的數(shù)量，因此條件試驗(yàn)設(shè)置303K、313K、323K、333K、343K、353K六個(gè)溫

度來進(jìn)行測(cè)試，通過對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析篩選最佳的測(cè)試條件。

（a）牽頭單位（包頭稀土研究院）條件試驗(yàn)結(jié)果

包頭稀土研究院按照條件試驗(yàn)方案對(duì)樣品303K、313K、323K、333K、343K、

353K六個(gè)溫度條件下的PCT曲線進(jìn)行測(cè)試，并采用GBT29918中體積法所規(guī)定

的平臺(tái)壓力取值方法計(jì)算不同溫度條件下的吸放氫平臺(tái)壓力，然后根據(jù)范德霍夫

方程計(jì)算吸放氫的反應(yīng)焓與熵，結(jié)果如表3-1所示。

表3-1溫度間隔10K六個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)放氫平臺(tái)

溫度/K1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

壓力/MPa壓力/MPa

3033.3000.3320.2781.1911.012a-3.479-3.364

3133.1950.5240.3831.6471.332b12.73612.069

3233.0960.7820.4812.0461.561R8.3148.314

3333.0031.0290.7112.3211.951ΔH-28.921-27.972

3432.9151.2780.9662.5382.258ΔS-105.891-100.339

3532.8331.7791.3402.8692.585

對(duì)溫度間隔為20K的三組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表3-2和表3-3所示:

表3-2溫度間隔20K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

計(jì)算

溫度（K）1000/T吸氫平臺(tái)壓力(MPa)放氫平臺(tái)壓力(MPa)Ln(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

3033.3000.3320.2781.1911.012a-3.515-3.226

3233.0960.7820.4812.0461.561b12.83511.622

3432.9151.2780.9662.5382.258R8.3148.314

ΔH-29.221-26.817

ΔS-106.708-96.628

表3-3溫度間隔20K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

計(jì)算

溫度（K）1000/T吸氫平臺(tái)壓力(MPa)放氫平臺(tái)壓力(MPa)Ln(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

3133.1950.5240.3831.6471.332a-3.378-3.456

3333.0031.0290.7112.3211.951b12.44712.360

3532.8331.7791.3402.8692.585R8.3148.314

ΔH-28.083-28.734

ΔS-103.484-102.759

對(duì)溫度間隔為10K的三組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表3-4~表3-7所示:

表3-4溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

計(jì)算

溫度（K）1000/T吸氫平臺(tái)壓力(MPa)放氫平臺(tái)壓力(MPa)Ln(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

3033.3000.3320.2781.1911.012a-4.185-2.687

3133.1950.5240.3831.6471.332b15.0099.891

3233.0960.7820.4812.0461.561R8.3148.314

ΔH-34.796-22.338

ΔS-124.781-82.237

表3-5溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

計(jì)算

溫度（K）1000/T吸氫平臺(tái)壓力(MPa)放氫平臺(tái)壓力(MPa)Ln(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

3133.1950.5240.3831.6471.332a-3.520-3.215

3233.0960.7820.4812.0461.561b12.91111.574

3333.0031.0290.7112.3211.951R8.3148.314

ΔH-29.268-26.728

ΔS-107.339-96.226

表3-6溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

計(jì)算

溫度（K）1000/T吸氫平臺(tái)壓力(MPa)放氫平臺(tái)壓力(MPa)Ln(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

3233.0960.7820.4812.0461.561a-2.728-3.869

3333.0031.0290.7112.3211.951b10.49913.549

3432.9151.2780.9662.5382.258R8.3148.314

ΔH-22.681-32.168

ΔS-87.290-112.650

表3-7溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

計(jì)算

溫度（K）1000/T吸氫平臺(tái)壓力(MPa)放氫平臺(tái)壓力(MPa)Ln(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

3333.0031.0290.7112.3211.951a-3.210-3.726

3432.9151.2780.9662.5382.258b11.93913.133

3532.8331.7791.3402.8692.585R8.3148.314

ΔH-26.684-30.975

ΔS-99.258-109.189

對(duì)溫度間隔為10K的四組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表3-8~表3-10所示:

表3-8溫度間隔10K四個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

計(jì)算

溫度（K）1000/T吸氫平臺(tái)壓力(MPa)放氫平臺(tái)壓力(MPa)Ln(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

3033.3000.3320.2781.1911.012a-3.833-3.065

3133.1950.5240.3831.6471.332b13.87011.116

3233.0960.7820.4812.0461.561R8.3148.314

3333.0031.0290.7112.3211.951ΔH-31.867-25.486

ΔS-115.313-92.417

表3-9溫度間隔10K四個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

計(jì)算

溫度（K）1000/T吸氫平臺(tái)壓力(MPa)放氫平臺(tái)壓力(MPa)Ln(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

3133.1950.5240.3831.6471.332a-3.176-3.395

3233.0960.7820.4812.0461.561b11.83312.138

3333.0031.0290.7112.3211.951R8.3148.314

3432.9151.2780.9662.5382.258ΔH-26.407-28.226

ΔS-98.379-100.919

表3-10溫度間隔10K四個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

計(jì)算

溫度（K）1000/T吸氫平臺(tái)壓力(MPa)放氫平臺(tái)壓力(MPa)Ln(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

3233.0960.7820.4812.0461.561a-3.056-3.858

3333.0031.0290.7112.3211.951b11.49413.515

3432.9151.2780.9662.5382.258R8.3148.314

3532.8331.7791.3402.8692.585ΔH-25.404-32.073

ΔS-95.559-112.361

表3-11給出了在不同溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變統(tǒng)計(jì)，通過分析發(fā)

現(xiàn)采用溫度間隔為20K的兩組數(shù)據(jù)計(jì)算得到的焓變與熵變與6組數(shù)據(jù)計(jì)算得到

的結(jié)果偏差較小，其余計(jì)算結(jié)果都偏差較大，考慮到各實(shí)驗(yàn)室303K溫度控制較

為困難，因此選取313K、333K、353K三個(gè)溫度的測(cè)試作為精密度測(cè)試的條件。

表3-11不同溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變統(tǒng)計(jì)表

測(cè)試溫度吸氫焓變放氫焓變吸氫熵變放氫熵變

304050607080-28.921-27.972-105.891-100.339

305070-29.221-26.817-106.708-96.628

406080-28.083-28.734-103.484-102.759

304050-34.796-22.338-124.781-82.237

405060-29.268-26.728-107.339-96.226

506070-22.681-32.168-87.290-112.650

607080-26.684-30.975-99.258-109.189

30405060-31.867-25.486-115.313-92.417

40506070-26.407-28.226-98.379-100.919

50607080-25.404-32.073-95.559-112.361

（b）一驗(yàn)單位（內(nèi)蒙古稀土功能材料創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司）條件試驗(yàn)結(jié)

果

內(nèi)蒙古稀土功能材料創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司按照牽頭單位提供的條件試驗(yàn)

方案對(duì)樣品303K、313K、323K、333K、343K、353K六個(gè)溫度條件下的PCT

曲線進(jìn)行測(cè)試，并采用GBT29918中體積法所規(guī)定的平臺(tái)壓力取值方法計(jì)算不同

溫度條件下的吸放氫平臺(tái)壓力，然后根據(jù)范德霍夫方程計(jì)算吸放氫的反應(yīng)焓與

熵，結(jié)果如表3-12所示。

表3-12溫度間隔10K六個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3033.3000.3610.2651.2730.965a-3.371-3.433

3133.1950.5200.3841.6381.335b12.41212.275

3233.0960.7290.4891.9771.578R8.3148.314

3333.0031.0460.7192.3381.963ΔH-28.030-28.541

3432.9151.2840.9732.5432.266ΔS-103.192-102.058

3532.8331.7651.3312.8612.578

對(duì)溫度間隔為20K的三組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表3-13和表3-14所示:

表3-13溫度間隔20K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3033.3000.3610.2651.2730.965a-3.301-3.370

3233.0960.7290.4891.9771.578b12.17912.062

3432.9151.2840.9732.5432.266R8.3148.314

ΔH-27.4485-28.0163

ΔS-101.253-100.287

表3-14溫度間隔20K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3133.1950.5200.3841.6381.335a-3.38194-3.43028

3333.0031.0460.7192.3381.963b12.4593512.28496

3532.8331.7651.3312.8612.578R8.3148.314

ΔH-28.1174-28.5193

ΔS-103.587-102.137

對(duì)溫度間隔為10K的三組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表3-15~表3-18所示:

表3-15溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3033.3000.3610.2651.2730.965a-3.44409-3.00136

3133.1950.5200.3841.6381.335b12.6405210.88833

3233.0960.7290.4891.9771.578R8.3148.314

ΔH-28.6342-24.9533

ΔS-105.093-90.5256

表3-16溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3133.1950.5200.3841.6381.335a-3.64394-3.26443

3233.0960.7290.4891.9771.578b13.2731711.73848

3333.0031.0460.7192.3381.963R8.3148.314

ΔH-30.2958-27.1405

ΔS-110.353-97.5937

表3-17溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3233.0960.7290.4891.9771.578a-3.14117-3.81451

3333.0031.0460.7192.3381.963b11.7245113.39742

3432.9151.2840.9732.5432.266R8.3148.314

ΔH-26.1157-31.7138

ΔS-97.4776-111.386

表3-18溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3333.0031.0460.7192.3381.963a-3.0643-3.61307

3432.9151.2840.9732.5432.266b11.5192612.80881

3532.8331.7651.3312.8612.578R8.3148.314

ΔH-25.4766-30.0391

ΔS-95.7711-106.492

對(duì)溫度間隔為10K的四組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表3-19~表3-21所示:

表3-19溫度間隔10K四個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3033.3000.3610.2651.2730.965a-3.56258-3.26229

3133.1950.5200.3841.6381.335b13.0235711.7319

3233.0960.7290.4891.9771.578R8.3148.314

3333.0031.0460.7192.3381.963ΔH-29.6193-27.1227

ΔS-108.278-97.539

表3-20溫度間隔10K四個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3133.1950.5200.3841.6381.335a-3.30742-3.40467

3233.0960.7290.4891.9771.578b12.2193212.17764

3333.0031.0460.7192.3381.963R8.3148.314

3432.9151.2840.9732.5432.266ΔH-27.4979-28.3064

ΔS-101.591-101.245

表3-21溫度間隔10K四個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

溫度（K）1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

力(MPa)力(MPa)

3233.0960.7290.4891.9771.578a-3.25675-3.77057

3333.0031.0460.7192.3381.963b12.0754713.26399

3432.9151.2840.9732.5432.266R8.3148.314

3532.8331.7651.3312.8612.578ΔH-27.0766-31.3485

ΔS-100.395-110.277

表3-22給出了在不同溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變統(tǒng)計(jì)，通過分析發(fā)

現(xiàn)采用溫度間隔為20K的兩組數(shù)據(jù)計(jì)算得到的焓變與熵變與6組數(shù)據(jù)計(jì)算得到

的結(jié)果偏差較小，其余計(jì)算結(jié)果都偏差較大，這與牽頭單位得到的結(jié)果一致。

表3-22不同溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變統(tǒng)計(jì)表

測(cè)試溫度吸氫焓變放氫焓變吸氫熵變放氫熵變

304050607080-28.030-28.541-103.192-102.058

305070-27.449-28.016-101.253-100.287

406080-28.117-28.519-103.587-102.137

304050-28.634-24.953-105.093-90.526

405060-30.296-27.140-110.353-97.594

506070-26.116-31.714-97.478-111.386

607080-25.477-30.039-95.771-106.492

30405060-29.619-27.123-108.278-97.539

40506070-27.498-28.306-101.591-101.245

50607080-27.077-31.348-100.395-110.277

（c）一驗(yàn)單位（鋼鐵研究總院有限公司）條件試驗(yàn)結(jié)果

鋼鐵研究總院有限公司按照牽頭單位提供的條件試驗(yàn)方案對(duì)樣品303K、

313K、323K、333K、343K、353K六個(gè)溫度條件下的PCT曲線進(jìn)行測(cè)試，并采

用GBT29918中體積法所規(guī)定的平臺(tái)壓力取值方法計(jì)算不同溫度條件下的吸放

氫平臺(tái)壓力，然后根據(jù)范德霍夫方程計(jì)算吸放氫的反應(yīng)焓與熵，結(jié)果如表3-23

所示。

表3-23溫度間隔10K六個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

溫度吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

（K）力(MPa)力(MPa)

3033.3000.3570.2641.2630.960a-3.36861-3.46288

3133.1950.5150.3701.6291.298b12.4055412.35761

3233.0960.7640.4882.0231.576R8.3148.314

3333.0031.0460.7192.3381.963ΔH-28.0066-28.7904

3432.9151.2770.9642.5372.256ΔS-103.14-102.741

3532.8331.7521.3262.8542.575

對(duì)溫度間隔為20K的三組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表3-24和表3-25所示:

表3-24溫度間隔20K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

溫度吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

（K）力(MPa)力(MPa)

3033.3000.3570.2641.2630.960a-3.31965-3.36067

3233.0960.7640.4882.0231.576b12.2451312.02842

3432.9151.2770.9642.5372.256R8.3148.314

ΔH-27.5996-27.9406

ΔS-101.806-100.004

表3-25溫度間隔20K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

溫度吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

（K）力(MPa)力(MPa)

3133.1950.5150.3701.6291.298a-3.38785-3.5273

3333.0031.0460.7192.3381.963b12.4718712.56347

3532.8331.7521.3262.8542.575R8.3148.314

ΔH-28.1666-29.326

ΔS-103.691-104.453

對(duì)溫度間隔為10K的三組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表3-26~表3-29所示:

表3-26溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

溫度吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

（K）力(MPa)力(MPa)

3033.3000.3570.2641.2630.960a-3.71558-3.01889

3133.1950.5150.3701.6291.298b13.5174710.92936

3233.0960.7640.4882.0231.576R8.3148.314

ΔH-30.8913-25.099

ΔS-112.384-90.8667

表3-27溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

溫度吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

（K）力(MPa)力(MPa)

3133.1950.5150.3701.6291.298a-3.69532-3.46171

3233.0960.7640.4882.0231.576b13.4447112.33659

3333.0031.0460.7192.3381.963R8.3148.314

ΔH-30.7229-28.7806

ΔS-111.779-102.566

表3-28溫度間隔10K三個(gè)溫度條件下計(jì)算得到的焓變與熵變

溫度吸氫平臺(tái)壓放氫平臺(tái)壓

1000/TLn(Pa/P0)Ln(Pd/P0)吸氫放氫

（K）力(MPa)力(M