随着传统化石资源的日渐枯竭和全球环境问题的不断加剧,氢能源的发展获得了极大关注。近年来,在“双碳”重大战略背景下,我国的氢能源相关技术取得了长足进步。然而在军事、野外、救灾救险等特种工况环境下,在线制氢技术显示出了巨大的应用潜能。其中块状Al-Ga-In-Sn合金材料可作为能量载体与水反应生成高纯度的氢气,其具有安全性高、易于储存、产氢性能表现好等优点。但目前针对该类铝合金材料的活化作用过程认识尚不清晰,导致无法通过一个明确的机理来指导合金的配方设计与性能调控,阻碍了此类材料的发展与应用。因此,本文首次尝试借助简单的归一化模型探讨Al-Ga-In-Sn合金的组成或赋存特征与材料宏观产氢性能之间的耦合关系,据此完成材料的定向设计。并在充分调控合金水解产氢特性内因的基础上,设计了程序辅助的供氢策略,以满足实际的产氢需求,为此类在线供氢技术的推广应用奠定基础。本论文的主要研究内容可概括如下:1.基于本领域前期的实验研究结论,并结合理论相图,在充分保证样本点代表性的前提下,进行了Al-Ga-In-Sn合金样本点的设计。对所设计的45个样本点,进行了系统地制备、表征和产氢特性分析实验,采集了相关实验数据,并分组就合金的微观赋存信息与宏观产氢性能之间的关系进行了初步的探索。结果显示绝大部分合金的产氢特性（特别是产氢速率）均与合金中的InSn4、In3Sn物相组成有关,随着合金中GB相的组成、形貌、面积的改变,合金的产氢性能都会发生不同的变化,这与以往的文献报道和本课题组先前研究结论相吻合。2.基于合金制备实验所采集的样本数据,本工作选择以合金产氢速率峰值作为优化目标分别探究了针对铝镓铟锡水解制氢材料的物相组成（包括理论和实际晶界物相组成）和元素组成与产氢速率之间的耦合关系。研究结果显示,合金的元素组成与产氢峰值之间的耦合关系比物相组成与产氢峰值的耦合关系具有更高的可信度。这表明,虽然以往的实验研究已证明物相组成是决定Al-Ga-In-Sn产氢性能的最为重要的因素之一,但显然这并不是决定该类材料性能的唯一因素,而在多种影响因素共同作用下,材料配方的定向设计与性能调控很难实现。相反,采用黑盒模式建立的元素组成与产氢性能模型,可更为准确的预测材料的产氢速率特性。运用此耦合关系可以在一定程度上指导材料的定向设计,这为未来此类材料的定向设计合成研究提供了一种新的思路。3.基于合金自身理化参数合理设计Al-Ga-In-Sn合金的产氢速率控制逻辑,通过程序辅助实现基于此类合金材料的在线供氢技术,以满足不同实际供氢需求。在不同的产氢实际需求下,选择不同性能的合金获得实际所需氢能,减少氢能源的浪费,并利用程序控制使合金水解产氢速率维持在规定所需范围内,实现氢能的高效利用。