高熵合金氢化物的研究现状与展望：储氢解决方案的新视角

刘婉颖1，林泽洋1，张智2，张德平3，李天雷4，张宁好1，朱鑫宇1（1.西南石油大学新能源与材料学院　2.油气藏地质及开发工程全国重点实验室（西南石油大学）3.中国石油吉林油田公司二氧化碳捕集埋存与提高采收率（CCS-EOR）开发公司　4.中国石油工程建设有限公司西南分公司）

摘要：氢能作为清洁能源载体，其规模化应用受限于储氢材料性能瓶颈，传统储氢合金存在储氢容量低、动力学缓慢或循环稳定性差等问题，而高熵合金凭借多主元协同效应在储氢领域展现出独特潜力。为此，通过文献综述、性能量化对比、成分-结构-性能关联分析及经济性评估，系统探究高熵合金储氢材料的相结构、化学成分与合成工艺及热处理对储氢性能的影响机制，并评估其产业化可行性。研究结果表明：①性能对比上，高熵合金室温下可逆储氢容量可达3.54%，显著优于传统合金，且具有“自活化”特性，吸氢速率显著提升；②相结构方面，BCC 相结构有利于提高储氢容量，C14 Laves 相动力学优异但储氢容量较低；③成分调控上，Ti、V、Zr 等元素促进BCC 相形成，Al、Cr、Ni 等有助于调节相稳定性与氢扩散行为，多元素协同可实现性能平衡；④合成与热处理方面，真空电弧熔炼可提升材料纯净度，机械合金化细化晶粒，适宜退火处理可缩短活化时间、优化微观结构。结论认为，高熵合金在储氢性能上呈现显著优势，并具备多维度可调性，为发展下一代高性能储氢材料提供了理论与实验基础。

关键词：高熵合金；储氢材料；相结构；化学成分；合成工艺