DE907290C

DE907290C - Verfahren zur Speicherung von Wasserstoff

Info

Publication number: DE907290C
Application number: DESCH3845A
Authority: DE
Inventors: Carl H Schmidt
Original assignee: CARL H SCHMIDT
Current assignee: CARL H SCHMIDT
Priority date: 1950-09-07
Filing date: 1950-09-07
Publication date: 1954-09-13

Description

Verfahren zur Speicherung von Wasserstoff Die Erfindung bezweckt die Speicherung größerer Wasserstoffmengen, als es durch Komprimierung in Stahlflaschen möglich ist, durch die Verwendung von Legierungen des Titans mit seltenen Erdmetallen und gegebenenfalls mit Eisen.
An sich ist es bekannt, daß Titan Wasserstoff aufnimmt, wie überhaupt fast alle Metalle Wasserstoff aufnehmen. Viele Metalle nehmen den Wasserstoff schon in kompaktmetallischem, andere in porösem und noch andere in kolloidalem Zustand auf. Neben Löslichkeits-, Diffusions- und Adsorptionsvorgängen spielt dabei die Hydridbildung eine wesentliche Rolle. Ferner ist die Wasserstoffaufnahme abhängig von der Art der Herstellung und Vorbehandlung der Metalle, von der Temperatur und von Druck, von Gasströmungsgeschwindigkeit, Porosität und Korngröße der Adsorbermetalle. Zur technischen Wasserstoffspeicherung nach dem Adsorptionsprinzip wurde bisher nur Palladiumasbest vorgeschlagen, während Titan zum Entfernen letzter Gasreste (Luft) ans Glühlampen verwendet wurde.
Um Legierungen des Titans mit seltenen Erdmetallen zur Wasserstoffspeicherung für technische Verwendung genügend adsorptionsfähig zu machen, müssen diese Legierungen einer Vorbehandlung unterzogen werden, z. B. durch längeres Erhitzen im Vakuum auf 8oo bis i ioo° oder durch Änderung der Struktur.
Erfindungsgemäß werden deshalb die genannten Legierungen des Titans in poröser, schwammiger, kleinkörniger und/oder weitgehend disperser Form verwendet, um durch Oberflächenvergrößerung und schnellere Diffusion eine bessere Wasserstoffaufnahme zu erzielen. Diese Titanlegierungen können auch als Metallhäutchen auf gegen Wasserstoff indifferenten Medien niedergeschlagen werden.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Titanlegierungen, die man erhält, wenn man ein Gemisch der Oxyde des Titans und der seltenen Erden durch Erhitzen mit Calciumhydrid in die Hydride der Legierungen des Titans mit den seltenen Erden überführt und den Hydriden den Wasserstoff im Vakuum entzieht.
Namentlich die Titan-Lanthan-Legierung hat den Vorteil, daß zur Erzielung der erforderlichen Wasserstoffaufnahmefähigkeit je nach dem Lanthangehalt erheblich niedrigere Temperaturen ausreichend sind als für Titan allein. Dadurch wird einerseits die Wasserstoffabgabe, andererseits die Regenerierung der Speicherlegierungen wesentlich erleichtert.
Man kann die Wasserstoffspeicherung dadurch noch vorteilhafter gestalten, daß vor der Wasserstoffeinleitung nicht die Speichermasse erhitzt, sondern erhitzter Wasserstoff der kalten evakuierten Adsorberlegierung zugeführt wird.
Da Flaschenwasserstoff weniger adsorptionsfähig ist als Elektrolytwasserstoff, ist es zweckmäßig, den Wasserstoff vor der Speicherung durch die bekannten Verfahren zu aktivieren. Auch kann man die genannten Titanlegierungen in Form von Blechen, Platten oder Stäben als Elektrodenmaterial durch Wasserelektrolyse vorbehandeln und dann als Wasserstoffspeicher verwenden.
Eine wesentlich höhere Wasserstoffaufnahme erfolgt, wenn, die Speicherung unter erhöhtem Druck durchgeführt wird, denn die Wasserstoffaufnahme geht nach dem Gesetz L = h 1 p vor sich, worin L die Menge des aufgenommenen Wasserstoffs, b: eine von der Natur des :Metalls bzw. der Legierung abhängige Konstante und p der Druck des Gases ist.
Versuche haben ergeben, daß i kg Titan-Lathan-Legierung der Zusammensetzung 6o 1/o Ti, 20% La, 20% Fe insgesamt q.32,11 Wasserstoff aufnahm. Eine 75-kg-Stahlflasche enthält 6 m3 Wasserstoff bei 15o at, während zur drucklosen Wasserstoffspeicherung nach der vorliegenden Erfindung nur 13,9 kg der genannten Titan-Lathan-Legierung benötigt werden. Der mit der Erfindung erreichbare technische Fortschritt ist aus nachstehender Gegenüberstellung leicht zu ersehen: Bezogen auf die Aufbewahrung von Wasserstoff mit dem Brennwert von fooo Cal beträgt das Gewicht einer Stahlflasche bei 13o at 4,867 kg, der erfindungsgemäßen Speichermasse (drucklos) o,9oi kg.

Claims

PATENTANSPRCCHE: i. Verfahren zur Speicherung von Wasserstoff durch Beladen feinverteilter oder zu großer Oberfläche aufgelockerter Metalle, gekennzeichnet durch die Benutzung von Legierungen des Titans mit seltenen Erdmetallen und gegebenenfalls mit Eisen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Substanzen durch Vorbehandlung in körnige, pulverige, schwammige, weitgehend disperse Form und/ oder als dünne Metallschichten auf indifferente Medien aufgebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Substanzen als Bleche, Platten oder Stäbe verwendet werden, die vorher als Elektroden elektrolytisch mit Wasserstoff beladen wurden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff vor dem Einleiten in die Speichermasse erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff vor dein Einleiten in die Speichermasse aktiviert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff unter erhöhtem Druck in den Speicherraum geleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Titanlegierungen benutzt werden, die aus Hydriden der Legierungen des Titans mit seltenen Erdmetallen durch Dehydrierung im Vakuum erhalten werden.