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氢能是21世纪最理想的清洁能源，相对于传统能源显示出巨大的发展潜力。氢能应用的一个重要方向是金属氢化物热泵的研究。金属氢化物热泵可以完全利用工业废热或太阳能等作为驱动热源，通过金属氢化物反应热产生制冷或升温的作用，具有环保、节能、应用温度范围广等优点，使其成为一个极具发展潜力的研究方向。
本文研究了金属氢化物空调系统的设计与工作原理、工作合金对的选择与研制、系统传热传质性能的提高方法、贮氢合金对的贮氢性能及其对制冷循环特性的影响等几个方面，得到如下主要结果：
1.建立了金属氢化物空调用贮氢合金对的筛选方法。在考虑合金对之间的压力差△P，合金的安全工作压力和滞后效应的影响后，对合金在工作温度下的吸放氢性能及其匹配性能进行了筛选，筛选结果接近于实际应用。
2.研究了三组低温端合金((LaY)Ni4.8Mn0.2，La0.6Nd0.4Ni4.8Mn0.2Cux，MmNi4.5Cr0.5-Zrx)和一组高温端合金(LaNixMn0.26Aly)。对合金的结构与贮氢性能的研究表明，合金的吸放氢反应焓、平衡氢压和贮氢容量都与合金的电负性差、电子浓度、原子尺寸因素和电荷尺寸效应有关。
3.根据建立的合金对筛选模型，选择出五对适合空调循环条件的贮氢合金对，它们分别是：LaNi4.61Mn0.26Al0.13/La0.6Y0.4Ni4.8Mn0.2,LaNi4.61Mn0.26Al0.13/MmNi4.5Cr0.46Mn0.04，LaNi4.4Mn026Al0.34/La0.6Nd0.4Ni4.8Mn0.2Cu0.1，LaNi4.61Mn0.26Al0.13/La0.6Nd04Ni4.8Mn0.2Cu0.1，LaNi4.61Mn026Al0.13/La0.5Y0.5Ni4.8Mn0.2。
4.研究了影响空调系统循环效率COP值的因素。发现要得到理想的循环氢量和效率COP，合金必须具有较大的贮氢容量、较小的平台斜率和滞后系数；合金重量配比应尽量接近W1/W2=n2/nM1/M2△x2/△x；初始充氢量尽量接近N=n1iW1/M1x1h/2+n2W2/M2x2l/2；尽量减小反应床的重量WR和比热CR，提高显热交换率λ；选择合适的工作温度和循环时间。这些因素都对金属氢化物空调的循环性能有重要影响。
5.利用金属氢化物空调循环特性测试装置对LaNi4.61Mn0.26Al0.13/La0.6Y0.4Ni4.8Mn0.2合金对制冷循环效果进行了测试。研究了不同工作温度下，合金对的制冷性能，实验测得LaNi461Mn0.26Al0.13/La0.6Y0.4Ni4.8Mn0.2贮氢合金对在工作温度为180℃/40℃/13℃时的效率最高(COP=0.38，W净=0.09kW/kg)。上述合金对制冷循环的COP实验值低于理论计算值，但考虑到热损失和动态情况下合金对的压力差和工作氢容量变小等因素，合金对制冷循环的COP计算模型和实验结果符合得较好。