DE3031471C2 - Legierung zum Speichern von Wasserstoff - Google Patents

Legierung zum Speichern von Wasserstoff

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Description

und das Verhältnis von Vanadium- zu Nickel- (oder Kobalt- and/oder Kupfer-)Atomen zwischen 9:1 und 3:2 liegt, nach Patent Nr. 30 23 770 dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Titans durch eine oder mehrere der seltenen Erden oder Calcium als besonders starke Sauerstoffgetter in einer Menge von 1 bis 5 Atom-96 ersetzt ist.
2. Legierung nach Anspruch ], dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Zusammensetzung aufweist:
wobei 0,01 ^ α <0,05
0,2 <χ <1
0,2 ^x
0,6 =£ζ ^ 0,9 bedeutet.
30
Im Hauptpatent Nr. 30 23 770 ist eine wasserstoffspeichernde Legierung auf der Basis der Lavesphasen Ab2
mit der Struktur C14 beschrieben, nämlich eine Legierung gemäß der Formel j
4n wobei Nickel ganz oder teilweise durch Kobalt und/oder Kupfer ersetzt werden kann,
wobei
0,2 < χ ^ 1,0
0;2<y<x
0,6 ^ z^ 0,9 ist,
sn Ti = Titan, Zr = Zirkonium, Mn = Mangan, Cr = Chrom, V = Vanadium, Nl = Nickel bedeuten, und wobei das Verhältnis von Vanadium- zu Nickel- (oder Kobalt- und/oder Kupfer-)Atomen zwischen 9 :1 und 3 : 2 liegt.
Diese neue Legierung weist im Temperaturbereich von - 30° C bis + 80° C Wasserstoffdrucke von mehr als 1 bar auf und hat schon bei niedrigen Temperaturen extrem schnelle HrDesorptlons- und H2-Absorptlonsgeschwlndlgkelten. Die Legierung zeigt keine Vergiftungserscheinungen, wenn Wasserstoff von nur 99% Reinheit verwendet wird und bedarf keines besonderen Aktivierungsprozesses zur ersten Wasserstoffaufnahme.
Weiterhin ist dort das Verfahren zur Herstellung der Wasserstoffspeicherlegierung beschrieben, wobei man in an sich bekannter Weise Titanschwamm und die übrigen Elemente durch übliche Schmelzmetallurgie oder Pulvermetallurgie unter Schutzgas oder Vakuum verschmilzt bzw. sintert und gegebenenfalls nach Abkühlung wiederholt zerkleinert und erneut aufschmilzt, sowie die Verwendung In an sich bekannter Welse eingebaut in eine Aluminiummatrix als mobiler Speicher für Wasserstoff In wasserstoffgetriebenen Kraftfahrzeugen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine bevorzugte Ausführung der Erfindung des Hauptpatents, .da gefunden wurde, daß die zur H2-Aufnahme gewünschte Legierungsphase dann besonders gut ausgebildet wird, wenn ein Teil des Α-Elementes, also im vorliegenden Fall »Titan«, durch einen besonders starken Sauerstoffgeiter ersetzt wird.
fi5 Ein solcher Sauerstoffgettereffekt wird nicht nur durch Lanthan, sondern auch durch andere seltene Erden oder durch Mischungen derselben (Mischmetall) erzielt, und weiterhin eignet sich auch Ca als Ersatz für Tl.
Die Menge an Lanthan, anderen seltenen Erden, Mischmetall oder Calcium, in welcher Titan ersetzt wird, beträgt 1 bis 5, Insbesondere 2 bis 5, Atom-%, was ausreicht, um die Matrix vollständig zu homogenisieren.
Der Gettereffekt der genannten Ersatzelemente scheint stärker zu sein als der von Titan selbst und auch der von Zirkonium. Dabei ist Lanthan ganz besonders bevorzugt.
Die optimale Zusammensetzung mit Lanthan ist wie folgt:
0,01 ^ a ^ 0,05
0,2 <. xr<l
0,2 =£. V^X
0,6 < z^ 0,9 bedeutet
10
Beispiele dieser optimalen Zusammensetzung mit Lanthan sind:
1. TiO19SLaO1OsVo14NiO1ICr01IMn114 (cc = 0,05; χ = 0,6; y=0,5z= 0,8).
Wenn man die Schliffbilder von zwei Legierungen etwa gleicher Zusammensetzung vergleicht, nämlich der obigen gemäß 1.) und der Legierung TiV0-4Ni0-,CrOi,MnM, zeigt sich deutlich die bessere Homogenisierung der Legierungsmatrix (C14-Phase), wenn ein feil des Titans'durch Lanthan ersetzt wird. Es sind auch deutlich die Lanthanausscheidungen zu erkennen, bei denen es sich hauptsächlich um Lanthanoxid· handelt. Die Matrix ist sehr viel besser ausgebildet als bei der Legierung ohne das Lanthan. Das führt dazu, daß das Hydrierverhalten idealer wird (höhere Kapazität und bessere Plateau-Ausbildung in den Druck-Konzentrations-Isothermen).
Entsprechende Ergebnisse zeigen sich auch mit Mischmetall (Cer-Mischmetall, siehe z. B. Römps Chemie Lexikon, 7. Auflage, Stuttgart, 1974, Spalte 2184) und mit Calcium, wenn auch die Ergebnisse mit Lanthan, soweit bis jetzt bekannt, die besten zu sein scheinen.
Ein weiteres Beispiel ist:
2. Ti0195LaO1OsVo15Ni01IMnL4 (α = 0,05; χ= 0,6;„v= 0,6; ζ = 0,83). Auch hier findet sich eine sehr gute homogenisierte Ausbildung der Matrix der Legierung.
40 45 50 55 60

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Wasserstoffspeichernde Legierung der Formel
    wobei Nickel ganz oder teilweise durch Kobalt und/oder Kupfer ersetzt werden kann,
    wobwei
    O <ii<(),3
    0,2 =£ x< 1,0
    0,2<j<z
    0,6 ^ z^ 0,9 ist
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