DE4211754A1

DE4211754A1 - Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffspeichernden Mischmetalls für Minusmassen alkalischer Akkumulatoren

Info

Publication number: DE4211754A1
Application number: DE4211754A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Faber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-04-08
Filing date: 1992-04-08
Publication date: 1993-10-21

Description

Das im Nachfolgenden beschriebene Verfahren schließt an die vor gehende Patentanmeldung P 41 29 512.9 an. Darin wird beschrieben, wie durch eine chemisch-reduktive Fällung aus bestimmten Metall salzlösungen ein zunächst amorphes Mischmetall ausgefällt wird, welches danach einer Temperung unter Wasserstoffatmosphäre unter worfen wird. Dabei bilden sich Hydridsubstanzen, die als elektro chemisch reversibel arbeitende aktive Massen auf der Minusseite eines alkalischen Akkumulators arbeiten können.

Die in den Patentansprüchen der Anmeldung P 41 29 512.9 genannten Elemente sind Nickel, Cobalt, Wolfram, Molybdän, Chrom, Vanadium, Niob, Tantal, Rhenium, Kupfer und Uran. Nicht erwähnt sind die für eine Hydridbildung bekannten Elemente Titan und Zirkon, weil sie sich nicht direkt aus ihren wäßrigen Lösungen mit Alkalibor hydriden und Alkalihypphosphiten reduktiv abscheidbar sind.

Die vorliegende, neue Patentanmeldung benutzt deshalb einen zweiten Weg, um Titan und/oder Zirkon dennoch im Rahmen der vorangegangenen Anmeldung R 41 29 512.9 für ein wasserstoff speicherndes Mischmetall zu verwenden. Titan und/oder Zirkon werden dabei erfindungsgemäß in feinstgepulverter Form der wäßrigen Arbeitslösung einfach zugesetzt bzw. dieselbe auf eine Titanpulveraufschlämmung getropft wird. Bei der Reduktion scheiden sich dann die reduktiv ausfällbaren, amorphen Metalle z. B. Nickel im Verein mit Molybdän an und über das Titan-und/oder Zirkonpulver ab. Die anschließend selbstverständlich ebenfalls notwendige Temperung der Gesamtmischung unter Wasserstoffatmos phäre bei 400-500°C führt schließlich zur Hydridbildung der eingesetzten Elemente. Solcherart hergestellte Mischmetalle aus drei oder mehr Komponenten haben wegen der hohen Speicherfähig keit des Titans bzw. Zirkons eine größere Kapazität als die nach der Anmeldung P 41 29 512.9 allein hergestellten Metallmischung en.

Im folgenden wird am Modell eines Ausführungsbeispiels gezeigt, wie bei der Bereitung des hier erfindungsgemäßen Mischmetalls vorgegangen werden kann:

Ausführungsbeispiel

Herstellung eines wasserstoffspeichernden Mischmetalls aus Nickel und Rhenium. Es wird die Stochiometrie im Verhältnis 10 Ni : 1 Re, entsprechend einer theoretischen Formel Ni₁₀Re eingehalten. Zunächst werden eine Nickel-II-chloridlösung und eine Rhenium-II-chloridlösung im Molverhältnis ihres Metallge haltes wie 10 : 1 miteinander gemischt. Als nächster Schritt er folgt die Erstellung einer leicht alkalisch-wäßrigen Aufschlämm ung von Titanpulver mit einer Kornfeinheit von 80 Mikrometer. Zu dieser Aufschlämmung wird die Nickel/Rhenium-Lösung gegeben und anschließend tropfenweise eine 10%ige Natriumborantatlösung zugefügt, bis die gelösten Anteile des Mischmetall vollständig ausgefallen sind. Die reduzierbaren Metalle, in diesem Fall das Nickel und Rhenium umhüllen dann das Titanpulver. Bei zu starker Erwärmung der Lösung ist Kühlung zweckmäßig.

Nach vollständiger Reaktion wird die Aufschlämmung filtriert und gewaschen bis das Waschwasser neutral ist. Für die Trocknung ist eine Vakuumtrocknung zweckmäßig. Es kann aber auch unter Schutzgas gearbeitet werden. Die leicht pulverisierbare Masse wird anschließend in einer Wasserstoffatmosphäre bei 450°C etwa zwei Stunden mit Wasserstoff gesättigt. Es kommt zur Rekristalli sation des amoprh ausgefällten Nickel/Rhenium-Mischmetalls und zur Hydridierung des Titans. Das gewonnene Material ist hochaktiv und an Luft schnell selbstentzündlich. Vorsicht bei der Präparat ion ist daher angebracht. Das durchweg schwarze Pulver kann dann noch feucht direkt in beispielsweise ein Nickelfaser-oder Nickel schaumgerüst eingebracht werden. Eine so hergestellte Elektrode kann sofort entladen werden.

Eine Variante des Ausführungsbeispiels geht dahin, daß das ge waschen und getrocknete Mischmetall nicht in Wasserstoffatmosphäre getempert, sondern unter Argon bei 450°C behandelt wird. Danach wird das Material in das metallische Schaumgerüst eingebracht und elektrochemisch mit Wasserstoff aufgeladen. Dieser Herstellungs weg ist weit weniger gefährlich, da sich die so trocken operierte Masse bei entsprechender Behandlung nicht von selbst entzündet. Dennoch ist auch hier eine nasse Weiterverarbeitung empfehlens wert.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffspeichernden Mischmetalls für Minusmassen alkalischer Akkumulatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die in Frage kommenden Metalle aus ihren wäßrigen Salzlösungen auf kaltem Wege zu einer Aufschlämmung von Titan-und/oder Zirkonpulver gegeben werden und anschließend reduktiv chemisch ausgefällt werden.

2. Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffspeichernden Mischmetalls für Minusmassen alkalischer Akkumulatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausge fällten Mischmetalle zusammen mit dem Titan-und/oder Zirkon pulver nach Filtration und Trocknung 1 bis 3 Stunden zwischen 400° und 500°C in Wasserstoff getempert, diesen als Hydrid binden.

3. Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffspeichernden Mischmetalls für Minusmassen alkalischer Akkumulatoren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischmetall allein neben dem davon unberührten Titan-und/oder Zirkonpulver aus seinen Salzlösungen durch Alkaliboranat oder Alkaliphosphit reduktiv ausgefällt wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffspeichernden Mischmetalls für Minusmassen alkalischer Akkumulatoren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für mehr komponentige Mischmetallkombinationen alle Metalle, wie bei spielsweise Kupfer, benutzt werden können, die sich nach ihrer Potentiallage durch Alkaliboranat oder- phosphit aus wäßriger Lösung reduktiv fällen lassen.

5. Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffspeichernden Mischmetalls für Minusmassen alkalischer Akkumulatoren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Fällung Filtration und Trocknung des aus den löslichen Teilen des Mischmetalls reduzierten, amorphen Pulvers eine Temperung zwischen 300° und 500°C nicht unter Wasserstoff sondern unter Edelgas, beispielsweise Argon stattfindet.