CN103797142B

CN103797142B - 储氢用镍合金和通过该合金的热能产生

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Publication number: CN103797142B
Application number: CN201280026995.8A
Authority: CN
Inventors: 倪汉怀
Original assignee: TARGET TECHNOLOGY INTERNATIONAL Ltd
Current assignee: TARGET TECHNOLOGY INTERNATIONAL Ltd
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: US20140126680A1; WO2012166808A4; JP2014520207A; WO2012166808A2; WO2012166808A3; TW201303035A; EP2714952A4; CA2836897A1; KR20140034871A; CN103797142A; TWI548752B; EP2714952A2

Abstract

本发明提供了一种用于产生热能的装置，其包括用于容纳一定体积的加压氢气的反应堆容器；位于所述反应堆容器中的储氢镍合金结构体，所述镍合金结构体被施加电压并进一步被加热到至少约100℃；以及热交换导管，其用于承载热交换介质以使其经过所述镍合金结构体，从而将在所述镍合金结构体中产生的热能转移至热所述交换介质。所述储氢镍合金结构体包含与氧化物混合的镍合金骨架催化剂。所施加的电压、以及因加热而导致的气压和温度的增加使得镍合金结构体中的氢原子核和镍原子核发生核反应，由此从所述镍合金结构体中以放射声子的方式产生热能。

Description

储氢用镍合金和通过该合金的热能产生

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2011年6月1日提交的美国临时申请No.61/519,889的优先权，其公开的内容以引用的方式全部并入本文。

联邦政府资助的研究或开发项目

不适用

背景技术

本发明涉及这样的镍合金，其能够作为催化剂用于涉及氢的储存、氢化、脱氢和加氢反应过程的工艺。本发明还涉及制备这些合金的方法，以及通过该合金的热能生产。

在涉及试图实现低能量的核反应时，已知使用诸如钯(Pd)之类的一些金属来存储氢，特别是其同位素氘(D₂)。到目前为止，这些尝试在任何实际应用中都没有达到足够的可重复性或可预见性。此外，对于相对稀缺且昂贵的金属钯的需求进一步限制了这些工艺在任何商业规模中的应用，特别是由于这种工艺还需要与内燃机中的催化转化器对钯的高需求来竞争。对具有更高浓度氘的氢气的依赖性进一步增加了成本。因此，希望使用成本较低的金属或金属合金，以及具有天然存在的同位素分布的氢来实现具有可重复性和可预期性的低能量核反应，从而提供更大的在商业规模上具有实用性的前景。

作为储氢研究对象的一类合金为镍（Ni）合金。具体而言，已知大量镍合金能够储存氢气，从而通过电化学过程产生电能。这样的合金被用于（例如）电池中，尤其是镍金属氢化物（NiMH）类型的电池。然而，迄今为止所使用的镍合金不能充分地催化所述氢反应过程以实现低能量的核反应。

因此，希望提供这样的镍合金，其能够以下述方式储存氢，所述方式为：在相对“低”温（例如，不超过约1000℃）的条件下镍和氢原子核之间发生低能量的核反应，由此储存氢。还希望提供这样一种方法和装置，其通过利用镍合金中的储氢从而通过这种“低温”核反应来产生热能。

发明概述

本发明的第一方面涉及储氢的镍合金结构体，以提高对低能量核反应的催化作用。本发明的第二方面涉及制造这种结构体的方法。本发明的第三方面涉及通过低温核反应产生热能的方法和装置，该反应涉及将氢溶解并存储在所述镍合金中。

根据本发明第一方面的某些实施方式，所述镍合金包含镍与选自铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴中的一种或多种形成的组合。所述镍合金还可以包含选自由碳、硅和硼所组成的组中的一种或多种非金属元素。可任选地，所述镍合金还可与一种或多种氧化物结合，所述氧化物选自由过渡金属氧化物，碱金属氧化物，碱土金属氧化物，以及元素周期表第III-A族、第IV-A族、第VA族和第VI-A族中任意元素的氧化物所组成的组。

根据本发明的第二方面，制造储氢镍合金结构体的方法包括：（a）熔融前体合金，其中所述前体合金包含约35重量％-50重量％的镍，余量为选自由铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴所组成的组中的一种或多种可成合金的金属，并且优选包含选自由硼、碳和硅所组成的组中的一种或多种材料；（b）将所述熔融前体合金淬火至室温；（c）研磨经淬火的合金以形成合金粉末；（d）筛分所述合金粉末以获得所期望的粒径；（e）蚀刻筛分后的合金粉末，以去除任何多余量的、与镍融合的金属，从而得到镍合金骨架催化剂粉末；（f）洗涤所述镍合金骨架催化剂粉末；（g）干燥所述镍合金骨架催化剂粉末；（h）将粉末状的氧化物混入所述镍合金骨架催化剂粉末中，从而形成镍合金/氧化物粉末；以及（i）将所述镍合金/氧化物粉末成型为储氢镍合金结构体。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于产生热能的装置，所述装置包括：反应堆容器（reactor vessel），其被构造成容纳一定体积的压缩氢气；储氢镍合金结构体，其被容纳于所述反应堆容器中并且被构造成具有施加至其整体的电势并被进一步构造成被加热到至少约100℃的温度；以及热交换导管，其被构造成传送热交换介质使之经过所述镍合金结构体，从而将在所述镍合金结构体中产生的热能转移至所述热交换介质。另外，根据本发明第三方面，提供了一种提供热能的方法，其包括（a）将储氢镍合金结构体提供至反应堆容器中；（b）向所述反应堆容器中充入氢气；以及（c）对所述镍合金结构体施加电势，同时将所述氢气和所述镍合金结构体加热到至少约100℃的温度；其中所施加的电势、以及因加热导致的氢气的气压和温度的升高使得氢原子核与所述镍合金结构体中的镍原子核发生核反应，该核反应以从所述镍合金结构体中放射声子的方式产生热能。

附图说明

图1是示出根据本发明一个方面的制造储氢镍合金结构体的方法的步骤流程图；

图2是示出根据本发明一个方面的用于产生热能的装置的半图解视图。

具体实施方式

1.储氢镍合金

根据本发明，镍合金提高了对利用氢的同位素作为燃料的低能量核反应的催化作用。这些同位素—氢H₂、氘D₂和氚T₂—可以单独使用或组合使用，但除非特别指明某种具体的同位素，否则在通常情况下（并且如在整个本发明中所用的），术语“氢”和符号H₂是指以其同位素处于正常比例的天然存在的氢。

在本发明的一个实施方式中，可以制造如下所述的储氢结构体，其制造方法从前体合金开始，所述前体合金优选地包含约35重量％-50重量％的镍。合金中的剩余组分可以是选自由铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴所组成的组中的一种或多种可成合金的金属，优选为铝。可以有利地加入少量（总量不超过约10重量％）的选自由碳、硅和硼所组成的组中的一种或多种非金属材料。可选地，所述可成合金的金属可以用其氧化物形式代替其元素形式存在，或者除了其元素形式之外，还另外存在其氧化物形式。如以下所详细描述的那样，在制造过程中形成“骨架催化剂”合金，并由其形成镍储氢结构体。表I示出了根据本发明实施方式的某些示例性骨架催化剂合金的配方。

表1

可以有利地在上述合金中加入各种氧化物。例如，可以加入下列一种或多种元素的氧化物：钠、钾、铷、铯、铍、钙、锶和钡。在某些实施方式中，可以使用下列一种或多种氧化物：一种或多种过渡金属（原子序数为21-30、39-48和57-80）的氧化物，以及一种或多种元素周期表中第III-A族、第IV-A族、第V-A族和第VI-A族元素的氧化物。在某些实施方式中，也可使用一种或多种混合氧化物，例如CaCrO₃、BaTiO₃、SrVO₃和ZrO₂与至多10重量%的Y₂O₃混合。在上述氧化物中，以下是当前优选的：钙、钡、锌、锡、铟、硅、锶、钛、铜和铬的氧化物；Fe₃O₄和Al₂O₃。所述合金/氧化物混合物中氧化物占混合物重量的约5％至80％，优选地占约20％至60％。

2.储氢镍合金结构体的制造方法

为了用于下述的能量产生装置，将上述粉末状的镍合金与粉末状氧化物混合并形成储氢镍合金结构体。可以通过各种方法来制备镍合金粉末，例如通过气体雾化法，其中通过喷射惰性气体将合金熔体吹成粉末。为了实现本发明的目的，优选使用经过修正的常规用于制造骨架催化剂的方法。图1的流程图示出了该类方法的示例性方法10。

首先，步骤12中，将前体合金熔融，优选在真空感应炉中或具有类似功能的装置中进行熔融。所述前体合金可以是上述任意的合金，但是优选地包含约50％的镍，余量为纯铝、或者为铝与硅、碳和硼中的一种或多种的混合。为了便于下文讨论，假定使用了具有50％的Ni和50％的Al的示例性前体合金。

然后，对所述熔融的合金、或“熔体”进行快速淬火至室温（步骤14），随后将其研磨成粉末（步骤16）。进而，对所述粉末进行筛分（步骤18）以达到所要求的粒度。优选地，筛分后粉末的粒度范围为约20nm至约50μm。

接着，在步骤20中，采用蚀刻剂在约70℃至约110℃下对筛分后的粉末进行足够长时间的蚀刻，从而除去大部分的元素铝，所述蚀刻剂包含约15重量％至25重量％（优选20重量％）的浓NaOH或KOH。剩余的物质为由熔合有约5重量％至15重量％的铝的镍的精细颗粒构成的镍合金粉末，其中有些氧化铝位于所述颗粒的表面上。在这种状态下，所述镍合金粉末为镍骨架催化剂或海绵金属催化剂，其与类似于市场上销售的商标为的商品（W.R.Grace&Co.Corporation-Connecticut公司，位于美国纽约州的纽约市）。如上所述，如果在前体合金中含有硅、碳和硼中的一者或多者，则镍合金粉末也会包含一些所述前体合金中所含的这些元素。在这一点上，该粉末可被称为“镍合金骨架催化剂粉末”。

采用脱气的去离子水洗涤并清洗镍合金骨架催化剂粉末（步骤22），可以将其贮存在水中作为浆料。在需要将其制成储氢镍合金结构体时，将所述浆料在无氧的气体环境（例如，氮气或氩气）中干燥至其粉末形式（步骤24），其中将其与一种或多种上述氧化物混合（步骤26），从而形成镍合金/氧化物粉末。

最后，形成镍合金储氢结构体（步骤28）。可以通过压制或其它方法将所述镍合金/氧化物粉末形成为任何所需的构造，从而形成所述镍合金储氢结构体。其构造可以为（例如）圆柱条、棒、或板。所得到的结构体可配置有引线（优选镍），或者也可以直接将其拉制或压制成线的形式，这样就不需要引线。可供选择的另一种方式是，可以通过以下方式获得镍合金储氢结构体：将所述镍合金/氧化物粉末压制在部分金属线（优选镍线）上作为薄涂层，使未被涂覆的部分的任意一端作为引线。作为又一种可供选择的方式，可以将镍合金/氧化物粉末冷压至一个或多个薄的金属箔片（优选镍箔片）上，从而使所述粉末在箔片上形成薄涂层。又另一种可供选择的方式是，直接将所述粉末成形为一个或多个薄片状，这可以通过（例如）对由所述粉末形成的板材进行冷轧而实现。本文中所描述的构造仅仅是示例性的，而不是排他性的。

如果镍合金/氧化物粉末被冷拔成线状或冷轧成片状，那么至少90％的压缩比是优选的。冷拔或冷轧后，在真空高温条件下进行退火，优选在约600℃至900℃范围内退火。这将产生具有接近全密度的结构体，优选为{100}取向。

形成储氢结构体的另一种方法是：采用气相沉积法（诸如溅射法、离子镀法、热蒸发法），将镍合金/氧化物粉末制成位于镍基材上的涂层。优选地，所述基材被取向使得{100}面与基材表面平行，由此所述涂层将具有相同的优选取向。

还可以通过粉末冶金技术制造镍合金的锻造形式，其中将各种金属和（可任选的）氧化物组分的粉末混合在一起。对混合后的粉末进行冷压、或冷等静压和烧结、或热等静压，从而形成块体或颗粒。可以对所形成的块体或颗粒进行各种金属成形处理，例如进行热锻或热轧。优选的是，随后在真空中对经处理的块体或颗粒进行退火，随后将其骤冷至室温。对于这些粉末冶金技术，首先通过合适的粉末冶金工艺（例如通过气体雾化）将镍合金粉碎。在气体雾化过程中，使处于熔融液体状态下的镍合金流过小直径的喷嘴，然后进行氮气或氩气加压喷射从而形成小液滴，该液滴冷却形成固体颗粒。然后，可以在机器（诸如高能研磨机）中将所得到的镍合金粉末与任何上述氧化物混合。这种研磨机通常在水的存在下采用二氧化硅或氧化铝的小球作为研磨介质。

3.热能的产生

图2示出了反应器40，其中采用上述类型的镍合金储氢结构体产生热能。该反应器包括反应堆容器42，其可以由能够容纳加压氢气的适合的金属或陶瓷材料制成。所述容器42是气密的并能够承受高温。镍合金储氢结构44容纳于容器42中，通过导线46（优选镍制导线）与电压源48连接，该电压源向储氢结构体44施加适当的电势。如图所示，储氢结构体44的形状大致为圆柱条形，但是其可以是上述任何构造。电压源48可以是直流电源（DC）（如图所示）或交流电源（AC）。如果是后者，频率可以是标准的50-60Hz，或者低至0.001Hz，或者高达1MHz。在用于连接储氢结构体44和电源48的导线穿过容器42的侧壁的各个位置处，均设有气密的绝缘密封件50。

通过（例如）真空泵等装置（图中未示出）对容器42抽真空，容器42包括氢气入口52，通过该入口将加压氢气从加压氢气源53引入容器42的内部。优选地，所述氢气具有天然的同位素分布，其纯度为至少约99.95％。在室温下用氢气填充容器42至一定的压力，该压力优选地介于约1巴和10巴之间，更优选地介于约5巴和10巴之间。

采用合适的加热装置55将储氢结构体44加热至约100℃至约1000℃之间的温度，优选为约250℃到约500℃。加热装置55可以是（例如）电阻元件（例如，镍铬合金丝的加热线圈）、超声波加热机构、磁场感应元件，或任何其它合适的加热结构。随着对反应堆容器42的加热，反应堆容器42中氢气的气压应在约10巴至1000巴的范围内，优选在约10巴至300巴之间，更优选在约10巴至100巴之间。

在上述条件下，镍合金储氢结构体44在足够高的温度和压力下吸收高浓度的氢分子，从而诱发氢和镍核的反应，达到以声子形式产生热能的程度，从而释放出除将容器42温度升高所需热能之外的热。

上述反应中释放的声子所产生的“过剩”热能能够用于在设置于反应堆容器42中的热交换器中产生过热空气或蒸汽。因此，例如，空气热交换器可以包括位于容器42中的空气热交换管54，其中空气热交换管54接收来自空气入口56的室温空气，并通过空气出口58释放加热的空气。加热的空气可用于（例如）空间加热，或者如果足够热的话，可用于加热热水器（未示出）以提供商用或家用的热水。同样地，水热交换器可以包括位于容器42中的水热交换管60，其中水热交换管60接收来自入水口62的室温水，并通过蒸汽出口64排出蒸汽。所述蒸汽可以用于空间加热。如果通过对水热加热器施加高压从而使蒸汽过热（例如温度超过约250℃），则可以将从蒸汽出口64排出的过热蒸汽引导至蒸汽涡轮机（未示出）以驱动发电机（未示出），这在本领域是容易理解的。

4.实施例1

所制得的镍铝合金前体的组成为：（至多）0.03重量％的碳、40重量％的铝、10重量％的硅、3重量％-4重量％的钼、余量的镍。通过能将潜在的硫或磷污染降至最小程度的工艺使该合金熔融，例如真空感应熔炼或者电渣重熔。在真空或惰性气体（例如氩气或氮气）中，以至少约100℃/秒的冷却速度使合金熔体淬火至室温。通过常规方法将淬火后的合金粉碎或研磨成粉末，并对所述合金粉末进行筛选至粒度不超过10微米。在约104℃至约108℃下采用20重量％的NaOH对筛分后的粉末颗粒溶浸约2小时，同时使用常规方法进行机械搅拌。溶浸后，将NaOH溶液倒出，用脱气的去离子水反复洗涤经溶浸的粉末颗粒，直至达到近中性的pH值。

所得的镍合金粉末现已成为“镍合金骨架催化剂”，其颗粒的表面积为约40m²/gm-50m²/gm。通常，该粉末与脱气水混合形成浆料并加以保存。将所述浆料在无氧环境下干燥以形成粉末，在填充有氮气或惰性气体（如氩气）的掺混机中将该粉末与25重量%的Fe₃O₄（磁铁矿）颗粒混合，所述Fe₃O₄颗粒的平均粒度为约100nm。对所得的镍合金/氧化物粉末进行冷压以形成储氢镍合金结构体，该储氢结构体通常为圆柱构造，直径为约3mm-4mm，长度为约6mm-8mm。这样形成的储氢结构体接合至直径为约1mm的镍引线对，然后如上所述安装在反应堆容器中；该容器是由316L不锈钢或由Haynes International公司（位于美国印第安纳州的科科莫市）以商品名出售的专有Ni-Mo-Cr-Fe合金制成。

在所述容器的内腔充入氢气。用外部热源（如上所述）将容器的内腔加热至约400℃，氢气压力提升至约100巴，在连接了引线的合金块体上施加约1V的直流电压。在这些条件下，通过被所述块体吸收的氢分子的核与所述块体中的镍的核之间的反应产生声子形式的热能。与（a）通过在储氢镍合金结构体上施加电势所产生的电流引起的电阻加热和（b）通过外部热源施加于反应堆容器的热相比，通过该过程产生热能的速率更高。

5.实施例2

第二实施例与实施例1相同，不同之处在于：前体合金为（按重量计）包含40％的铝、10％硅、10％的钴、3％-4％的钼、余量的镍。

Claims

1.一种制备储氢镍合金结构体的方法，该方法包括：

(a)提供镍合金骨架催化剂粉末；

(b)将所述镍合金骨架催化剂粉末与粉末状氧化物混合，以形成镍合金/氧化物粉末；以及

(c)将所述镍合金/氧化物粉末成型为储氢镍合金结构体，

其中所述镍合金骨架催化剂粉末是由这样的前体合金形成的：该前体合金包含35重量％-50重量％的镍，余量为选自由铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴所组成的组中的一种或多种金属，以及选自由硼、碳和硅所组成的组中的一种或多种材料，并且

其中所述粉末状氧化物选自由过渡金属的氧化物，碱金属的氧化物，碱土金属的氧化物以及元素周期表中第III-A族、第IV-A族、第V-A族和第VI-A族的任一族中的元素的氧化物组成的组，并且所述粉末状氧化物占所述镍合金/氧化物粉末的5重量％至80重量％。

2.权利要求1所述的方法，其中所述粉末状氧化物选自于由氧化钡、氧化锶和氧化钙中的一种或多种所组成的组。

3.权利要求1所述的方法，其中所述镍合金骨架催化剂粉末包含至少80重量％的镍。

4.权利要求3所述的方法，其中所述镍合金骨架催化剂粉末还包含不超过15重量％的选自由铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴所组成的组中的一种或多种金属，以及不超过10重量％的选自由硼、碳和硅所组成的组中的一种或多种材料。

5.权利要求1所述的方法，其中，所述前体合金包含40重量％的铝、10重量％的硅、3重量％-4重量％的钼、以及余量的镍。

6.权利要求5所述的方法，其中所述前体合金还包含至多0.03重量％的碳。

7.权利要求5所述的方法，其中所述镍合金骨架催化剂粉末包含这样的颗粒：所述颗粒包含5重量％-15重量％的铝元素，并且所述颗粒的表面具有氧化铝。

8.权利要求1所述的方法，其中所述前体合金包含40重量％的铝、10重量％的硅、10重量％的钴、3重量％-4重量％的钼、以及余量的镍。

9.权利要求8所述的方法，其中所述镍合金骨架催化剂粉末包含这样的颗粒：所述颗粒包含5重量％-15重量％的铝元素，并且所述颗粒的表面具有氧化铝。

10.一种用于产生热能的装置，包括：

气密性的反应堆容器，其具有气体入口，所述气体入口被构造成接收来自加压的氢气源的加压氢气；

储氢镍合金结构体，其被容纳在所述反应堆容器内，其中所述储氢镍合金结构体包含镍合金骨架催化剂粉末与粉末状氧化物的混合物；

电压源，其与所述储氢镍合金结构体电连接，从而对所述储氢镍合金结构体施加电压；以及

加热装置，其与所述反应堆容器可操作地关联，以加热所述容器，

其中所述镍合金骨架催化剂粉末是由这样的前体合金形成的：所述前体合金包含35重量％-50重量％的镍，余量为选自由铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴所组成的组中的一种或多种金属，以及选自由硼、碳和硅所组成的组中的一种或多种材料，并且

11.权利要求10所述的装置，其中所述粉末状氧化物选自于由氧化钡、氧化锶和氧化钙中的一种或多种所组成的组。

12.权利要求10所述的装置，其中所述镍合金骨架催化剂粉末包含至少80重量％的镍。

13.权利要求12所述的装置，其中所述镍合金骨架催化剂粉末还包含不超过15重量％的选自由铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴所组成的组中的一种或多种金属，以及不超过10重量％的选自由硼、碳和硅所组成的组中的一种或多种材料。

14.权利要求13所述的装置，其中所述镍合金骨架催化剂粉末包含这样的颗粒：所述颗粒包含5重量％-15重量％的铝元素，并且所述颗粒的表面具有氧化铝。

15.一种产生热能的方法，包括：

(a)提供容纳有储氢镍合金结构体的反应堆容器，该储氢镍合金结构体包含镍合金骨架催化剂粉末与粉末状氧化物的混合物；

(b)将所述反应堆容器充氢；

(c)通过将所述反应堆容器加热到至少100℃的温度，从而提高所述反应堆容器中的氢气压力；以及

(d)在加热所述反应堆容器的同时，向所述储氢镍合金结构体施加电势，所述电势足以使得：在所述反应堆容器中的提高的氢气压力下，所述储氢镍合金结构体以在氢原子核与所述储氢镍合金结构体中的镍原子核之间发生核反应的方式吸收氢气，其中通过所述核反应，以从所述储氢镍合金结构体中放射出声子的形式产生热能，

16.权利要求15所述的方法，其中所述粉末状氧化物选自于由氧化钡、氧化锶和氧化钙中的一种或多种所组成的组。

17.权利要求15所述的方法，其中所述镍合金骨架催化剂粉末包含至少80重量％的镍。

18.权利要求17所述的方法，其中所述镍合金骨架催化剂粉末还包含不超过15重量％的选自由铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴所组成的组中的一种或多种金属，以及不超过10重量％的选自由硼、碳和硅所组成的组中的一种或多种材料。

19.权利要求18所述的方法，其中所述镍合金骨架催化剂粉末包含这样的颗粒：所述颗粒包含5重量％-15重量％的铝元素，并且所述颗粒的表面具有氧化铝。

20.权利要求15所述的方法，其中所述温度为400℃。

21.权利要求15所述的方法，其中所述电势是通过直流电压源施加的。

22.权利要求15所述的方法，其中所述电势是通过交流电压源施加的，所述交流电压源的频率在0.001Hz至1MHz范围内。

23.权利要求15所述的方法，其中在所述加热的作用下，所述反应堆容器中的氢气压力升高至100巴。

24.权利要求23所述的方法，其中所述温度为400℃，并且其中所施加的电势是以直流电压施加的。

25.一种储氢镍合金结构体，包含：

镍合金骨架催化剂；和

氧化物，

其中所述镍合金骨架催化剂是由这样的前体合金形成的：该前体合金包含35重量％-50重量％的镍，余量为选自由铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴所组成的组中的一种或多种金属，以及选自由硼、碳和硅所组成的组中的一种或多种材料，并且

其中所述氧化物为下述元素的氧化物，所述元素选自由原子序数为21-30、39-48和57-80的元素、以及元素周期表中第III-A族、第IV-A族、第VA族和VI-A族元素中的一种或多种所组成的组。

26.权利要求25所述的储氢镍合金结构体，其中所述镍合金骨架催化剂含有至少80重量％的镍。

27.权利要求26所述的储氢镍合金结构体，其中所述镍合金骨架催化剂还包含不超过15重量％的选自由铝、锂、锌、钼、锰、钛、铁、铬和钴所组成的组中的一种或多种金属，以及不超过10重量％的选自由硼、碳和硅所组成的组中的一种或多种材料。

28.权利要求25所述的储氢镍合金结构体，其中，所述前体合金包含40重量％的铝、10重量％的硅、3重量％-4重量％的钼、以及余量的镍。

29.权利要求28所述的储氢镍合金结构体，其中所述前体合金还包含至多0.03重量％的碳。

30.权利要求28所述的储氢镍合金结构体，其中所述镍合金骨架催化剂是包含颗粒的粉末，所述颗粒包含5重量％-15重量％的铝元素，并且所述颗粒的表面具有氧化铝。

31.权利要求25所述的储氢镍合金结构体，其中，所述前体合金包含40重量％的铝、10重量％的硅、10重量％的钴、3重量％-4重量％的钼、以及余量的镍。

32.权利要求31所述的储氢镍合金结构体，其中所述镍合金骨架催化剂是包含颗粒的粉末，所述颗粒包含5重量％-15重量％的铝元素，并且所述颗粒的表面具有氧化铝。

33.权利要求25所述的储氢镍合金结构体，其中所述氧化物为选自由锶、钡和钙中的一种或多种所组成的组中的元素的氧化物。

34.权利要求25所述的储氢镍合金结构体，其中所述氧化物为选自由铟、硅和铝中的一种或多种所组成的组中的元素的氧化物。

35.权利要求25所述的储氢镍合金结构体，其中所述氧化物为选自由钠、钾、铷、铯和铍中的一种或多种所组成的组中的元素的氧化物。

36.权利要求25所述的储氢镍合金结构体，其中所述氧化物选自由以下物质中的一种或多种所组成的组：CaCrO₃、BaTiO₃、SrVO₃和ZrO₂与至多10％重量的Y₂O₃的混合物。

37.权利要求25所述的储氢镍合金结构体，其中所述氧化物选自由锌的氧化物、锡的氧化物、钛的氧化物、铜的氧化物、铬的氧化物和Fe₃O₄中的一种或多种所组成的组。