DE102007006416A1 - Behälter zur Lagerung von wasserstoffhaltigen Zusammensetzungen - Google Patents

Behälter zur Lagerung von wasserstoffhaltigen Zusammensetzungen Download PDF

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Abstract

Behälter zur Lagerung von wasserstoffhaltigen Zusammensetzungen, dessen Innenseite mit mindestens einem hydridbildenden Metall beschichtet ist, das eine Wasserstoff-Desorptionstemperatur größer 60°C aufweist. Der Behälter kann als wasserstoffdicht bezeichnet werden und eignet sich insbesondere zur Lagerung von wasserstoffhaltigen Gasen, Metallhydriden, mit Wasserstoff beladenen Nanoröhrchen, mit Wasserstoff beladenen porösen Nanowürfeln und mit Wasserstoff beladenen metalldotierten Polymeren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter zur Lagerung von wasserstoffhaltigen Zusammensetzungen, insbesondere von Wasserstoff.
  • Wasserstoffhaltige Zusammensetzungen, insbesondere wasserstoffhaltige Gase werden meist in sogenannten Druckgasbehältern aus unlegiertem Stahl oder Aluminium gelagert. Diese bestehen üblicherweise aus einem zylindrischen Teil, das von zwei nach Außen gewölbten Böden oder flachen Böden verschlossen wird, wobei auf einer Seite in der Regel ein eingeschraubtes Ventil vorgesehen ist.
  • Druckbehälter weisen in der Regel ein oder mehrere Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion auf, um den Behälter vor unzulässigen Betriebsbedingungen (Überschreitung des Auslegungsdrucks oder -temperatur) zu schützen. Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion sind u. a.:
    • – Sicherheitsventil (Druckentlastung in die Umgebung oder in ein Auffangsystem),
    • – Berstscheibe (Druckentlastung meist bei großen abzuführenden Massenströmen oder Einsatz bei geringen Ansprechdrücken),
    • – Druckbegrenzer (Abschalten des Druckerzeugers, z. B. Verdichter, Beheizung),
    • – Temperaturbegrenzer (Abschalten der Heizquelle),
    • – Vakuumbrecher (Schutz vor äußerem Überdruck),
    • – Wasserberieselungseinrichtungen (äußere Wärmezufuhr zur Kühlung z. B. im Brandfall).
  • Aufgrund ihres Sicherheitsrisikos unterliegen Druckbehälter vielfältigen gesetzlichen Bestimmungen.
  • Ist ein Druckbehälter erheblich in seiner Festigkeit geschädigt und führt dies im Betrieb zu einem wanddurchgreifenden Riss, dann treten an diesen Rissstellen erhebliche Spannungsspitzen auf, die zu einem weiteren Aufreißen des Behälters führen. Dieses Aufreißen kann dazu führen, dass der Behälter durch den austretenden Gasimpuls raketenartig mehrere -zig- bis hundert Meter fortgeschleudert wird. Ferner treten erheblich Gefährdungen durch weggeschleuderte Trümmerteile auf. Beim Bersten größerer Behälter kommt es bei einer Aufstellung in Räumen zu Druckspitzen, die zu einer erheblichen Gebäudebeschädigung führen können.
  • Weitere Gefahren, die ggf. zu berücksichtigen sind:
    • – Wegschleudern von ungesicherten Schnellschlüssen, die unter Druck geöffnet werden können,
    • – Freisetzung giftiger Gase,
    • – Austreten heißer Gase,
    • – Bersten durch äußeren Überdruck, falls dieser Betriebsfall in der Auslegung nicht berücksichtigt wurde (Implosion),
    • – Bildung einer explosionsionsfähigen Atmosphäre,
    • – schneller Druckanstieg bei exothermer Reaktionen,
    • – Tieftemperaturversprödung bei unzulässig tiefen Temperaturen sowie
    • – Quetschungen durch bewegte Teile.
  • Aufgrund dieser Gefahren müssen Beschädigungen an den Druckbehältern, wie Außenkorrosion, möglichst vermieden werden. Die Korrosionen der äußeren Wandung kann durch eine aggressive Atmosphäre ausgelöst werden, wie z. B. Seewasser, halogenhaltige Reinigungsmittel oder durch säurebildende Gase. Behälter, deren Wandungen kälter sind als die Umgebungstemperatur, sind durch Außenkorrosion besonders gefährdet. Insbesondere bei schwarzen Behältern muss auf einen ausreichenden Korrosionsschutz und mängelfreie Ausführung der Dampfbremse geachtet werden.
  • Weiterhin können auch folgende Ursachen zu einem Bersten des Druckbehälters führen:
    • – Herstellungsfehler, wie z. B. mangelhafte Ausführung von Schweißverbindungen;
    • – Werkstoffmängel oder Einsatz ungeeigneter oder falscher Werkstoffe;
    • – mangelhafte Durchführung von Reparaturen;
    • – großflächige Durchrostung des Behälters mit der Folge des Aufreißens der Behälterwandung unter Betriebsdruck;
    • – besondere Korrosionsformen, die die Werkstoffeigenschaften erheblich beeinflussen, wie z. B. Spannungsrisskorrosion, Alterung des Werkstoffes bei hohen Temperaturen, Tieftemperaturversprödung;
    • – äußere mechanische Gewalteinwirkung, denen der Druckbehälter nicht standhält, z. B. Anfahren eines Behälters durch ein Fahrzeug,
    • – thermische Einflüsse, wie z. B. eine unzulässige Erwärmung (Feuer, Brandschaden) des Behälters, die die Festigkeit des Werkstoffes reduziert;
    • – Fehler in der Druckregelung und Nichtansprechen des Sicherheitsventils oder Überdruckventils;
    • – Unterdruckschaden.
  • Aufgrund seines geringen Moleküldurchmessers stellt die Lagerung von Wasserstoff (H2) eine ganz besonders große Herausforderung dar. Die Wasserstoffmoleküle dringen in der Regel in das Gefüge des metallischen Werkstoffs ein, wo sie sich an Störstellen des Gitters festsetzen. Die damit verbundene Änderung im Metallgefüge führt zu inneren Spannungen und zur Versprödung des Metalls. Bei mechanischer Beanspruchung bilden sich Fehlstellen und Versetzungen, die bekanntermaßen "Fallen" für den Wasserstoff sind. Dadurch entstehen schließlich Risse, die sich von innen nach außen ausbreiten. Infolge dessen verspröden Wasserstoffstoffspeicher und andere metallische oder nichtmetallische Gegenstände, die über längere Zeit Wasserstoff ausgesetzt sind, und geben diffundierten Wasserstoff an die Umgebung ab.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten zur besseren Lagerung von wasserstoffhaltigen Zusammensetzungen, v. a. von Wasserstoff, aufzuzeigen. Insbesondere sollte der Verlust an die Umgebung verhindert oder zumindest bestmöglich verringert und die Sicherheit während der Lagerung weiter erhöht werden. Gleichzeitig sollten möglichst kostengünstige Lösungen angestrebt und ganz besonders geeignete Anwendungsgebiete aufgezeigt werden.
  • Gelöst werden diese sowie weitere Aufgaben, die sich aus der vorstehenden Beschreibung unmittelbar ableiten lassen, durch die Bereitstellung eines Behälters mit allen Merkmalen des geltenden Patentanspruchs 1. Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen des Behälters werden in den rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Die weiteren Ansprüche beschreiben besonders zweckmäßige Verfahren zur Herstellung des Behälters sowie besonders günstige Anwendungsgebiete.
  • Die Lösung der vorliegenden Erfindung erlaubt eine vergleichsweise einfache und kosteneffektive Lagerung von wasserstoffhaltigen Zusammensetzungen, insbesondere von wasserstoffhaltigen Gasen und von Wasserstoff. Durch die Verhinderung der Versprödung der Behälter wird die Gefahr von Rissbildungen und der Verlust von gelagertem wasserstoffhaltigem Gas, insbesondere von Wasserstoff, durch die Wandung verhindert oder zumindest deutlich verringert, so dass eine vergleichsweise lange Lagerung unter vergleichsweise geringer Gefährdung der Umwelt erreicht werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter, d. h. einen Gegenstand, der in seinem Inneren einen Hohlraum aufweist, der insbesondere dem Zweck dient, seinen Inhalt von seiner Umwelt zu trennen. Der Behälter kann prinzipiell geschlossen werden, um eine wasserstoffhaltige Zusammensetzung, insbesondere ein komprimiertes wasserstoffhaltiges Gas aufzunehmen.
  • „Wasserstoffhaltige Zusammensetzungen" bezeichnen im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle Zusammensetzungen, die in der Lage sind, molekularen Wasserstoff an die Umgebung abzugeben. Hierzu gehören insbesondere molekularer Wasserstoff (H2), physikalische Gasmischungen, die molekularen Wasserstoff enthalten, sowie Zusammensetzungen, die Wasserstoff in physikalisch gebundener Form enthalten. Der Gewichtsanteil des molekularen Wasserstoffs, bezogen auf das Gesamtgewicht der zu lagernden Zusammensetzung, beträgt vorzugsweise mindestens 50%, bevorzugt mindestens 75%, besonders bevorzugt mindestens 90%, insbesondere mindestens 95%.
  • Die konstruktiv ideale Form für den Behälter ist die Kugel und sie wird insbesondere bei sehr hohen Innendrücken oder sehr großem Volumen (Gasbehälter) als Bauform gerne gewählt. Am meisten wird jedoch die zylindrische Form verwendet. Der Mantel wird vorzugsweise durch flache oder gewölbte Böden (Klöpperböden oder Korbbogenböden) beidseitig verschlossen, wobei auf einer Seite vorzugsweise ein Ein- und Auslassventil verschraubt ist.
  • Die Konstruktion und Dimensionierung der Behälter genügt zweckmäßigerweise den gesetzlichen Vorschriften, insbesondere der EG-Richtlinie 97/23/EG, Artikel 1, Abs. 2.1.1 (Druckgeräterichtlinie) und der 14. GPSGV, § 2, Abs. 1a (Druckgeräteverordnung).
  • Der Behälter ist vorzugsweise aus einem möglichst gasdichten Material gefertigt. Der Einsatz von unlegiertem Stahl und/oder Aluminium, insbesondere von unlegiertem Stahl hat sich in diesem Zusammenhang besonders bewährt. Ganz besonders bevorzugt werden Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, die, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, weniger als 2,06 Gew.-% Kohlenstoff und vorzugsweise weniger als 1,0 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gew.-%, insbesondere weniger als 0,1 Gew.-% weitere von Eisen verschiedene Legierungsbestandteile enthalten.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Innenseite des Behälters mit mindestens einem hydridbildenden Metall beschichtet, wobei die Beschichtung möglichst die gesamte Oberfläche bedeckt, die mit der zu lagernden Zusammensetzung in Kontakt kommen kann. Von Vorteil ist auch die möglichst vollständige Beschichtung der Ventilteile, die mit der gelagerten Zusammensetzung in Kontakt treten können. Zweckmäßigerweise sind mindestens 99% der gesamten Oberfläche, die mit der zu lagernden Zusammensetzung in Kontakt kommen kann, mit dem hydridbildenden Metall beschichtet,
  • Hydridbildende Metalle sind an sich bekannt und bezeichnen Metalle, die in der Lage sind, Metallhydride, d. h. Verbindungen von Metallen mit Wasserstoff, zu bilden. Grundsätzlich ähneln Metallhydride Lösungen von Wasserstoff in Metallen oder Legierungen, bei welchen Wasserstoff-Moleküle auf der Oberfläche des Metalls zunächst adsorbiert und dann als elementarer Wasserstoff in das Metallgitter eingebaut werden. Dabei ist der Einbau des Wasserstoffs in das Metallgitter prinzipiell umkehrbar. Im Allgemeinen nehmen Metalle den Wasserstoff unterhalb einer bestimmten Temperatur und/oder oberhalb eines bestimmten Drucks auf und es entsteht ein Metallhydrid, wobei der Einbau (Absorption) des Wasserstoffs in das Metallgitter in der Regel mit einer starken Änderung des ursprünglichen Metallgitters einher geht. Umgekehrt setzt das Metallhydrid wieder Wasserstoff frei (Desorption), wenn die Temperatur erhöht und/oder der Druck verringert wird, wobei die Freisetzung des Wasserstoffs wiederum mit einer Änderung des Metallgitters verbunden ist. Durch die Desorption des Wasserstoffs, vor allem bei wiederholten Absorptions-Desorptions-Vorgängen (α-β Phasenübergänge) entsteht bei den meisten Metallen ein recht sprödes Metallhydrid, das aber luft- und wasserunempfindlich ist. Dieser Effekt ist allgemein als „Wasserstoffversprödung" bekannt und tritt bei allen Wasserstoffspeichern nach dem Stand der Technik auf.
  • Zur Vermeidung dieser Versprödung zeichnet sich die erfindungsgemäße hydridbildende Metallbeschichtung durch eine Wasserstoff-Desorptionstemperatur von größer 60°C, bevorzugt von größer 120°C, insbesondere von größer 200°C aus. Dabei bezeichnet die Wasserstoff-Desorptionstemperatur die Temperatur, bei welcher ein mit Wasserstoff beladenes Metall beginnt, den Wasserstoff wieder an die Umgebung abzugeben. Die Messung der Desorptionstemperatur wird vorzugsweise bei Normaldruck (1033 mbar) unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt.
  • Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Druckbehälter nach dem Stand der Technik mit z. B. einer LaMg2Ni-Legierung innen beschichtet. Die LaMg2Ni-Legierung hat eine streng geordnete Kristallstruktur, die auch nach der Wasserstoff-Aufnahme erhalten bleibt. Die Wasserstoffatome dringen über die regulären Zwischenräume in das Metallgitter ein und eignen sich jeweils eines der in der Legierung frei beweglichen Elektronen an. Auf diese Weise verbinden sich die Wasserstoffatome chemisch mit den Nickelatomen: Es entstehen isolierende NiH4-Moleküle. Dieser Vorgang ist nur bei Temperaturen über 200°C reversibel. Dadurch versprödet das LaMg2Ni-Hydrid nicht und schützt als Wasserstoffbarriere das darunterliegende Behältermaterial. Es ist festzustellen, dass nicht jedes Metall zur Bildung einer derartigen Wasserstoffbarriere geeignet ist. Vielmehr kommt es darauf an, dass die Desorptionstemperatur des Metalls das erfindungsgemäße Kriterium erfüllt.
  • Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ganz besonders geeignete hydridbildende Metalle umfassen hydridbildende metallische Elemente, wie z. B.
  • Palladium oder Magnesium, hydridbildende intermetallische Verbindungen, wie z. B. ZrMn2, LaNi5 oder Mg2Ni, und hydridbildende Legierungen, wie z. B. LaMg2Ni, TiNi-Ti2Ni oder Mg-Mg2Ni. Weiterhin sind auch hydridbildende Alkali-Aluminium-Verbindungen, die sog. Alanate bilden können, besonders vorteilhaft.
  • Die Dicke der hydridbildenden Metallschicht ist bevorzugt kleiner 1 mm, vorzugsweise kleiner 50 μm, ganz besonders bevorzugt kleiner 1 μm, insbesondere kleiner 50 nm. Aus Gründen der mechanischen Sicherheit sollte die Dicke von 10 nm möglichst nicht unterschritten werden. Bei Schichtdicken größer 1 mm kann es problematische Spannungen wegen unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten geben.
  • Das Aufbringen der hydridbildenden- Metallschicht kann auf an sich bekannte Weise erfolgen. Zweckmäßigerweise wird zunächst das Metall auf der Innenseite des Behälters aufgebracht, vorzugsweise durch Bedampfen, Beschichten aus der Flüssigphase, insbesondere durch chemische Abscheidung oder physikalische Abscheidung (Schmelztauchen von Metall), elektrochemische Beschichtung (Abscheidung von Metallen aus Lösungen ihrer Salze an der Kathode), Gasphasenabscheidung, insbesondere durch chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapor deposition, CVD; Schichtbestandteile kommen aus der Gasphase) oder physikalische Gasphasenabscheidung (physical vapor deposition, PVD; Schichtbildung durch Feststoffe oder Gase), Kathodenzerstäubung (Sputter-Prozess), Plattieren, thermisches Spritzen (Schmelzen pulverförmiger Metalle in einem Brenner zu Tröpfchen, die mit hoher Geschwindigkeit auf das zu beschichtende Material treffen und dort eine Schicht bilden) oder Verdampfung durch Elektronenstrahl.
  • Die so aufgebrachte Schicht setzt sich bei der Erstbefüllung des Behälters mit einer wasserstoffhaltigen Zusammensetzung in Metallhydrid um. In der ersten Reaktionsphase, der sogenannten α-Phase werden an der Metalloberfläche katalytisch gespaltene Wasserstoffmoleküle, also Wasserstoffatome, als Einlagerungs- oder Zwischengitteratome in das Metallgitter gelöst. Erhöht sich nun den Druck im Druckbehälter, erhöht sich auch die Wasserstoffkonzentration im Metallgitter bzw. in der intermetallischen Bindung. Ist eine Sättigung der α-Phase erreicht, bildet sich das Metallhydrid. Diese wird β-Phase genannt. Da diese Reaktion exotherm verläuft, sollte bei dickeren Schichten die Reaktionswärme abgeführt werden, um einen Stillstand der Reaktion zu vermeiden. Diese β-Phase ist im Fall der erfindungsgemäßen Metallhydridbeschichtung mit einer Desorptionstemperatur größer 60°C, z. B. einer LaMg2Ni-Legierung, bis zu dieser Desorptionstemperatur stabil. Druck- und Temperaturschwankungen unterhalb der Desorptionstemperatur schaden der Wasserstoffbarriere nicht.
  • Bei Bedarf kann unter der hydridbildenden Metallschicht eine Ausgleichsschicht vorgesehen werden, um eventuelle Unterschiede im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Behälter und der hydridbildenden Metallschicht und/oder dem zu bildenden Metallhydrid auszugleichen. Zu diesem Zweck liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient der Ausgleichsschicht vorzugsweise zwischen dem des zu bildenden Metallhydrids und dem des Behältermaterials.
  • Zum mechanischen Schutz der Wasserstoffbarriere kann die hydridbildende Metallschicht mit einer Polymer- oder Metallschicht überzogen werden. Das Aufbringen der Polymer- oder Metallschicht erfolgt nach Methoden des Standes der Technik.
  • Darüber hinaus weist der Behälter der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein oder mehrere Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion auf, um den Behälter vor unzulässigen Betriebsbedingungen (Überschreitung des Auslegungsdrucks oder -temperatur) zu schützen. Für diese Zwecke geeignete Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion sind an sich bekannt und umfassen insbesondere die vorstehend genannten Teile.
  • Das Befüllen des Behälters kann auf an sich bekannte Weise erfolgen.
  • Der erfindungsgemäße Behälter eignet sich insbesondere als Druckbehälter für die Lagerung von komprimierten wasserstoffhaltigen Gasen. Weiterhin kann er auch als sogenannter „Metallhydridspeicher" eingesetzt werden. Dabei wird ein Metall oder eine Metalllegierung in den erfindungsgemäßen Behälter eingebracht und der Wasserstoff in diesem Metall oder dieser Metalllegierung gelöst gespeichert. Es bildet sich aus dem Metall und dem Wasserstoff eine physikalische Verbindung, das Metallhydrid. Das Metall oder die Metalllegierung wird durch Druck mit Wasserstoff beladen. Durch Druckerniedrigung und leichte Wärmezufuhr kann der Wasserstoff wieder ausgetrieben werden.
  • Zumindest während der Be- und Entladungszeiten herrscht bei dieser Speicherart nach dem Stand der Technik ein Wasserstoffüberdruck, der zu den bekannten Schädigungen führt. Zweckmäßigerweise wird die Wasserstoffbarriere daher besonders vor mechanischer Beschädigung, z. B. durch eine Polymerschicht, geschützt.
  • Das Gleiche wie für den Metallhydridspeicher gilt auch für die Wasserstoffspeicherung mittels „Nanoröhrchen", „porösen Nanowürfeln", „metalldotierten Polymeren" und weitere ähnliche Speichermedien. Weitere Details zu derartigen Medien können der gängigen Fachliteratur, insbesondere M. Hirscher, M. Becher, J. Nanoscience, Nanotech. 2003, Vol. 3, No 1/2; P. J. F. Harris: Carbon Nanotubes and related Structures; K. Atkinson et al. Fuel Cells Bulletin, 28, 9–12, 2002; A. C. Dillon et al., NREL, CP-610-32405, 2002; T. Yildirim, S. Ciraci, Phys. Rev. Let. 94, 175501, 2005; T. Appl. Phys. A 72, 129, 2001; M. Hirscher, M. Becher, Hydrogen Storage in Carbon Nanotubes; O. M. Yaghi et al., Science, Vol 300, 2003; http://www.kompetenzcluster.org/cn/nanotechnik/leuchttuerme/single-viewleuchttuerme/article/816/316/; http://www.3sat.de/3sat.php?http://www.3sat.de/nano/cstuecke/83664/index.html; http://www.heise.de/tp/r4/artikel/24/24184/1.html; Transition-Metal-Ethylene Complexes as High-Capacity Hydrogen-Storage Media E. Durgun, S. Ciraci, W. Zhou, and T. Yildirim; http://www.nanowelten.de/ausstellung/katalog_more.asp?Exponat=M24_Nanotubes; C. Liu u. a., Science 286 (1999) 1127-9 entnommen werden, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • Die Desorptionstemperatur des Wasserstoff-Speichermaterials (Metallhydridspeicher, „Nanoröhrchen", „porösen Nanowürfel", „metalldotierte Polymere" usw.) ist zweckmäßigerweise kleiner als die Desorptionstemperatur der erfindungsgemäßen hydridbildenden Beschichtung und ist vorzugsweise kleiner 120°C, besonders bevorzugt kleiner 100°C, insbesondere kleiner 80°C. Sie wird zweckmäßigerweise ebenfalls bei Normaldruck (1033 mbar) unter Stickstoffatmosphäre bestimmt.
  • Die Lagerung des erfindungsgemäßen, mit einer Metallhydridschicht versehenen Behälters unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Zweckmäßigerweise wird jedoch während der Nutzungsdauer des Behälters die beabsichtigte oder unbeabsichtigte Erwärmung des Metallhydrids, das sich aus der hydridbildenden Metallbeschichtung gebildet hat, auf eine Temperatur oberhalb der Wasserstoff-Desorptionstemperatur des Metallhydrids möglichst vermieden.
  • Die erfindungsgemäßen Wasserstoff-Behälter sind so dicht, dass sie mit der Post verschickt werden könnten und das Abstellen von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen in Garagen erlaubt werden könnte.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - M. Hirscher, M. Becher, J. Nanoscience, Nanotech. 2003, Vol. 3, No 1/2 [0033]
    • - P. J. F. Harris: Carbon Nanotubes and related Structures [0033]
    • - K. Atkinson et al. Fuel Cells Bulletin, 28, 9–12, 2002 [0033]
    • - A. C. Dillon et al., NREL, CP-610-32405, 2002 [0033]
    • - T. Yildirim, S. Ciraci, Phys. Rev. Let. 94, 175501, 2005 [0033]
    • - T. Appl. Phys. A 72, 129, 2001 [0033]
    • - M. Hirscher, M. Becher, Hydrogen Storage in Carbon Nanotubes [0033]
    • - O. M. Yaghi et al., Science, Vol 300, 2003 [0033]
    • - http://www.kompetenzcluster.org/cn/nanotechnik/leuchttuerme/single-viewleuchttuerme/article/816/316/ [0033]
    • - http://www.3sat.de/3sat.php?http://www.3sat.de/nano/cstuecke/83664/index.html [0033]
    • - http://www.heise.de/tp/r4/artikel/24/24184/1.html [0033]
    • - Transition-Metal-Ethylene Complexes as High-Capacity Hydrogen-Storage Media E. Durgun, S. Ciraci, W. Zhou, and T. Yildirim [0033]
    • - http://www.nanowelten.de/ausstellung/katalog_more.asp?Exponat=M24_Nanotubes [0033]
    • - C. Liu u. a., Science 286 (1999) 1127-9 [0033]

Claims (14)

  1. Behälter zur Lagerungen von wasserstoffhaltigen Zusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Behälters mit mindestens einem hydridbildenden Metall beschichtet ist, das eine Wasserstoff-Desorptionstemperatur größer 60°C aufweist.
  2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mindestens 99% der gesamten Oberfläche bedeckt, die mit der zu lagernden Zusammensetzung in Kontakt kommen kann.
  3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydridbildende Metall Palladium, Magnesium, ZrMn2, LaNi5, Mg2Ni, LaMg2Ni, TiNi-Ti2Ni, Mg-Mg2Ni oder ein Alanat-bildendes Metall umfasst.
  4. Behälter nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydridbildende Metall eine Wasserstoff-Desorptionstemperatur unter Normaldruck von größer 90°C hat.
  5. Behälter nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung zwischen 10 nm und 1 mm dick ist.
  6. Behälter nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter der hydridbildenden Metallschicht eine Ausgleichsschicht angeordnet ist, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient zwischen dem des Metallhydrids und dem des Behältermaterials liegt.
  7. Behälter nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über der hydridbildenden Metallschicht eine Schutzschicht angeordnet ist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Behälters nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Behälter auf seiner Innenseite mit einer hydridbildenden Metallschicht versieht.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man das Metall durch Bedampfen, Beschichten aus der Flüssigphase, elektrochemische Beschichtung, Gasphasenabscheidung, Kathodenzerstäubung, Plattieren, thermisches Spritzen oder Verdampfung durch Elektronenstrahl aufbringt.
  10. Verwendung eines Behälters nach mindestens einem der Ansprüche 1–7 zur Lagerung von komprimierten wasserstoffhaltigen Gasen.
  11. Verwendung eines Behälters nach mindestens einem der Ansprüche 1 zur Lagerung von Metallhydriden.
  12. Verwendung eines Behälters nach mindestens einem der Ansprüche 1–7 zur Lagerung von mit Wasserstoff beladenen Nanoröhrchen, mit Wasserstoff beladenen porösen Nanowürfeln und/oder mit Wasserstoff beladenen metalldotierten Polymeren.
  13. Behälter zur Lagerungen von wasserstoffhaltigen Zusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Behälters mit mindestens einem Metallhydrid beschichtet ist, das eine Wasserstoff-Desorptionstemperatur größer 60°C aufweist.
  14. Behälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer wasserstoffhaltigen Zusammensetzung zumindest teilweise gefüllt ist.
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