JP2018511696A - 水素吸蔵合金 - Google Patents

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Abstract

ａ）少なくとも１つの主相、ｂ）吸蔵性二次相、およびｃ）触媒二次相を有する水素吸蔵合金であって、ここで触媒二次相の存在度の、吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率は≧３であるか、またはａ）少なくとも１つの主相、ｂ）吸蔵性二次相０〜１３．３質量％、およびｃ）触媒二次相を有する水素吸蔵合金であって、ここで前記合金は、１種以上の希土類元素を０．０５原子％〜０．９８原子％含有するか、または前記合金は例えば、ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、およびｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素を含有し、ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、１．８０〜１．９８であり、この水素吸蔵合金は、低温で改善された電気化学的特性を示す。

Description

本発明は、改善された電気化学特性を有する水素吸蔵合金に関する。この合金は例えば、改質されたＡＢxタイプ合金であり、ここでｘは約０．５〜約５である。
水素を吸収および排出可能な合金は、水素吸蔵媒体として、および／または固体水素吸蔵媒体、金属水素化物電池、燃料電池、金属水素化物空気電池システムなどのための電極材料として、用いることができる。このような材料は、金属水素化物（ＭＨ）材料として、公知である。
例えば電池内におけるアノード活物質として用いられる、ＡＢxＭＨ合金の電気化学的特性を改善するための努力が続けられている。ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）電池はグリーンテクノロジーであり、低温（例えば＜２５℃）での放電容量を必要とする適用を除くあらゆる適用において、毒性のあるニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）電池に置き換えられている。ＡＢx金属水素化物合金の低温電気化学特性のさらなる改善は、消費者市場からＮｉＣｄ電池を完全に無くすことを可能にするだろう。
意外なことに、特定の金属水素化物合金は、改善された電気化学特性、例えば改善された低温電気化学特性を示すことが判明した。
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）吸蔵性二次相、および
ｃ）触媒二次相
を有する水素吸蔵合金が開示され、ここで触媒二次相の存在度の、吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率は、≧３である。
また、
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）任意で吸蔵性二次相、および
ｃ）触媒二次相
を有する水素吸蔵合金が開示され、ここでこの合金は、１種以上の希土類元素を０．０５原子％〜０．９８原子％含有する。
また、
ＡＢ2合金であるＴｉ12.0Ｚｒ21.5Ｖ10.0Ｃｒ7.5Ｍｎ8.1Ｎｉ32.2Ｓｎ0.3Ａｌ0.4Ｃｏ8.0に対して少なくとも１０％の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能の改善、および／または
≦６０Ω・ｇの、−４０℃での電荷移動抵抗、および／または
≦３０秒の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能、
を示す水素吸蔵合金が開示される。
また、
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）任意で吸蔵性二次相、および
ｃ）触媒二次相、
を有する水素吸蔵合金が開示され、
ここでこの合金は、
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、その他の遷移金属および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＶ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、約１．８０〜約１．９８である。
本発明による水素吸蔵合金は、改善された電気化学的特性を有し、例えば改善された低温電気化学的特性を有する。
詳細な開示
本発明による合金は例えば、改質されたＡＢｘタイプの金属水素化物（ＭＨ）であり、ここでは一般的にＡが水素化物形成要素であり、Ｂが水素化物を弱く形成する要素、または水素化物を形成しない形成要素である。Ａは一般的に、４個以下の価電子を有する比較的大きな金属原子であり、Ｂは一般的に、５個以下の価電子を有する比較的小さな金属原子である。適切なＡＢx合金は、ｘが約０．５〜約５であるものを含む。本発明による合金は、水素を可逆的に吸収（充電）および排出（放電）できる。例えば、本発明による合金は、周囲条件（２５℃および１気圧）で水素を可逆的に吸収および排出することができる。
ＡＢxタイプの合金は例えば、以下の分類のものである（単なる例）：ＡＢ（ＨｆＮｉ、ＴｉＦｅ、ＴｉＮｉ）、ＡＢ2（ＺｒＭｎ2、ＴｉＦｅ2）、Ａ2Ｂ（Ｈｆ2Ｆｅ、Ｍｇ2Ｎｉ）、ＡＢ3（ＮｄＣｏ3、ＧｄＦｅ3）、Ａ2Ｂ7（Ｐｒ2Ｎｉ7、Ｃｅ2Ｃｏ7）、およびＡＢ5（ＬａＮｉ5、ＣｅＮｉ5）。
本発明による合金は例えば、ＡＢxタイプに基づく合金（１つの要素Ａ、および１つの要素Ｂが選択される）を、１種以上の改質元素で改質することによって得られる。改質はまた、金属とその原子比の賢明な選択、および凝固の間の加工パラメータの制御、後凝固プロセス、アニール、水素吸蔵合金の加工または処理を含む。アニールは、真空中、部分真空中、または不活性ガス環境中で行うことができ、これに自然な、または強制循環式の空気、または迅速な冷却が続く。改質はまた、活性化技術、例えばエッチング、予備酸化、無電解および電気めっきおよび被覆を含む。エッチング工程は、１種以上の元素もしくは酸化物もしくは水酸化物もしくは相を選択的にまたは優先的に、水素吸蔵合金の界面領域においてエッチングするための、塩基性および／または酸性のエッチングプロセスを含むことができる。
使用前に、金属または金属合金電極を通常活性化し、このプロセスで、界面領域にある元々の表面酸化物が除去または低減される。活性化のプロセスは、エッチング、電気的なホーミング、下処理、または表面酸化物を変えるための他の適切な方法によって達成できる。活性化は、電極合金粉末に、完成した電極に、またはその間のあらゆる時点で適用することができる。
本発明による合金は、上記技術の組み合わせを用いることによって得られる。本発明により改質すべき合金は、「ベース合金」である。
適切な改質元素は、希土類金属、Ｓｉ、ＡｌおよびＶを含む。希土類元素は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａおよびランタニドである。ミッシュメタル（Ｍｍ）は、「１種以上の希土類元素」に含まれる。希土類元素は例えば、Ｌａである。
金属水素化物ベース合金は、Ｔｉ、ＶおよびＭｎを含有する合金（Ｔｉ−Ｖ−Ｍｎ合金）、ならびにＴｉ、ＶおよびＦｅを含有する合金を含む。例えば、Ｔｉを約３１〜約４６原子パーセント、Ｖを約５〜約３３原子パーセント、ならびにＭｎおよび／またはＦｅを約３６〜約５３原子パーセント含有する合金の水素化物である。適切な合金は例えば、米国特許第４１１１６８９号明細書（U.S. Pat. No. 4,111,689）に教示されている。
金属水素化物ベース合金は、式ＡＢxの合金を含み、ここでＡは、Ｔｉを約５０〜１００原子パーセント未満含有し、残分はＺｒおよび／またはＨｆであり、Ｂは、Ｎｉを約３０〜１００原子パーセント未満含有し、残分はＣｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕおよび希土類から選択される１種以上の元素であり、ｘは、約１〜約３である。これらの合金は例えば、米国特許第４１６００１４号明細書（U.S. Pat. No. 4,160,014）に教示されている。
金属水素化物ベース合金は、以下の合金を含む：式（ＴｉＶ2-xＮｉx）1-yＭyの合金、ここでｘは、約０．２〜約１．０であり、ＭはＡｌおよび／またはＺｒであり、式Ｔｉ2-xＺｒxＶ4-yＮｉy の合金、ここでｘは、０〜約１．５であり、ｙは、約０．６〜約３．５であり、および式Ｔｉ1-xＣｒxＶ2-yＮｉyの合金、ここでｘは、０〜約０．７５であり、ｙは約０．２〜約１．０である。これらのベース合金は例えば、米国特許第４５５１４００号明細書（U.S. Pat. No. 4,551,400）に開示されている。
金属水素化物ベース合金は例えば、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｃａ、ＳｃおよびＹから成る群から選択される１種以上の元素と、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、ＲｅおよびＣｏから成る群から選択される１種以上の元素とを含有する。例えば、ＭＨベース合金は、Ｔｉ、ＭｇおよびＶから選択される１種以上の元素を含有することができ、Ｎｉを含有することができる。ＭＨベース合金は有利には、ＴｉおよびＮｉを、例えば約１：４から約４：１の原子範囲で含有する。ＭＨベース合金は有利には、ＭｇおよびＮｉを、例えば約１：２から約２：１の原子範囲で含有する。適切なベース合金は例えば、米国特許第４６２３５９７号明細書（U.S. Pat. No. 4,623,597）に開示されている。
ベース合金は、式（Ｔｉ2-xＺｒxＶ4-yＮｉy）1-zＣｒzのものを含み、ここでｘは、０〜約１．５であり、ｙは、約０．６〜約３．５であり、ｚは≦０．２である。これらのベース合金は例えば、米国特許第４７２８５８６号明細書（U.S. Pat. No. 4,728,586）に教示されている。
金属水素化物ベース合金は例えば、Ｖ、Ｔｉ、ＺｒおよびＮｉを含有するか（Ｔｉ−Ｖ−Ｚｒ−Ｎｉ合金）、またはＶ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｉおよびＣｒを含有する。ＭＨベース合金は例えば、Ｔｉ、ＶおよびＮｉ、ならびにＣｒ、ＺｒおよびＡｌから選択される１種以上の元素を含有する。ＭＨベース合金は例えば、Ｖ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎｉ39Ｃｒ7、（Ｖ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎ39Ｃｒ7）95Ａｌ5、（Ｖ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎ39Ｃｒ7）95Ｍｎ5、（Ｖ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎ39Ｃｒ7）95Ｍｏ5、（Ｖ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎ39Ｃｒ7）95Ｃｕ5、（Ｖ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎ39Ｃｒ7）95Ｗ5、（Ｖ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎ39Ｃｒ7）95Ｆｅ5、（Ｖ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎ39Ｃｒ7）95Ｃｏ5、Ｖ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎ32Ｃｒ7Ｃｏ7、Ｖ20.6Ｔｉ15Ｚｒ15Ｎ30Ｃｒ6.6Ｃｏ6.6Ｍｎ3.6Ａｌ2.7およびＶ22Ｔｉ16Ｚｒ16Ｎ27.8Ｃｒ7Ｃｏ5.9Ｍｎ3.1Ａｌ2.2合金を含む。ＭＨベース合金は例えば、式（Ｖy’-yＮｉyＴｉx’-xＺｒxＣｒz）aＭbの合金を含み、ここでｙ’は約３．６〜約４．４であり、ｙは約０．６〜約３．５であり、ｘ’は約１．８〜約２．２であり、ｘは０〜約１．５であり、ｚは０〜約１．４４であり、ａは約７０〜約１００であり、ｂは０〜約３０であり、Ｍは、Ａｌ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｗ、ＦｅおよびＣｏから成る群から選択される１種以上の元素である。これらの値は、原子パーセント（ａｔ％）である。適切なＭＨベース合金は例えば、米国特許第５０９６６６７号明細書（U.S. Pat. No. 5,096,667）に教示されている。
ベース合金は、式（金属合金）aＣｏbＭｎcＦｅdＳｎeのものを含み、ここで（金属合金）は、Ｔｉを約０．１〜約６０原子％、Ｚｒを約０．１〜約４０原子％、Ｖを０〜約６０原子％、Ｎｉを約０．１〜約５７原子％、およびＣｒを０〜約５６原子％含み、ｂは０〜約７．５原子％であり、ｃは約１３〜約１７原子％であり、ｄは０〜約３．５原子％であり、ｅは０〜約１．５原子％であり、ここでａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００原子％である。適切なＭＨベース合金は例えば、米国特許第５５３６５９１号明細書（U.S. Pat. No. 5,536,591）に開示されている。
金属水素化物ベース合金は、ＬａＮｉ5タイプの合金、ＴｉおよびＮｉを含有する合金、ならびにＭｇおよびＮｉを含有する合金を含む。ＴｉおよびＮｉ含有合金はさらに、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｏ、ＬａまたはＭｍ（ミッシュメタル）を１種以上、含有することができる。ＭｇおよびＮｉ含有合金はさらに、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｍｍ、Ｐｄ、ＰｔおよびＣａから選択される元素を１種以上、含有することができる。適切なベース合金は例えば、米国特許第５５５４４５６号明細書（U.S. Pat. No. 5,554,456）に教示されている。
金属水素化物ベース合金は例えば、ＬａＮｉ5またはＴｉＮｉに基づく合金である。ＭＨベース合金は例えば、Ｔｉ、ＶおよびＺｒから成る群から選択される水素化物形成元素１種以上と、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｇ、ＺｎおよびＰｄから成る群から選択される１種以上の元素とを含む。ＭＨベース合金は例えば、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、ＳｍおよびＭｍから成る群から選択される水素化物形成元素１種以上と、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、ＨｆおよびＷから成る群から選択される１種以上の元素とを含有する。ＭＨベース合金は、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂｉ、ＩｎおよびＳｂから成る群から選択される１種以上の元素を含有することができる。
ベース合金は、（ＭｇxＮｉ1-x）aＭbの合金を含み、ここでＭは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｍｍ、Ｐｄ、ＰｔおよびＣａから成る群から選択される１種以上の元素であり、ｂは、０〜約３０原子％であり、ａ＋ｂは１００原子パーセントであり、ｘは約０．２５〜約０．７５である。
ベース合金はまた、式ＺｒＭｏdＮｉeの合金の水素化物を含み、ここでｄは約０．１〜約１．２であり、ｅは約１．１〜約２．５である。
ベース合金は、式ＺｒＭｎwＶxＭyＮｉzの合金を含み、ここでＭは、ＦｅまたはＣｏであり、ｗは約０．４〜約０．８原子％であり、ｘは約０．１〜約０．３原子％であり、ｙは０〜約０．２原子％であり、ｚは約１〜約１．５原子％であり、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは約２〜約２．４原子％である。
ＭＨベース合金は、式ＬａＮｉ5の合金を約０．１〜約２５原子パーセント含み、ここでＬａまたはＮｉは、周期表のＩａ族、ＩＩ族、ＩＩＩ族、ＩＶ族およびＶａ族（ランタニドは除く）から選択される１種以上の金属によって置換されている。
ＭＨベース合金は、式ＴｉＶ2-xＮｉxのものを含み、ここでｘは、約０．２〜約０．６である。
ＭＨベース合金はまた、式ＴｉaＺｒbＮｉcＣｒdＭxの合金を含み、ここでＭは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、ＡｇおよびＰｄから成る群から選択される１種以上の元素であり、ａは約０．１〜約１．４であり、ｂは約０．１〜約１．３であり、ｃは約０．２５〜約１．９５であり、ｄは約０．１〜約１．４であり、ｘは０〜約０．２であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝約３である。
ＭＨベース合金は、式Ｔｉ1-xＺｒxＭｎ2-y-zＣｒyＶzの合金を含み、ここでｘは、約０．０５〜約０．４であり、ｙは０〜約１．０であり、ｚは０〜約０．４である。
ＭＨベース合金はまた、式ＬｎＭ5の合金も含み、ここでＬｎは１種以上のランタニドであり、ＭはＮｉおよび／またはＣｏである。
ベース合金は例えば、周期表のＩＩ族、ＩＶ族およびＶ族から選択される１種以上の元素、ならびにＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、ＦｅおよびＣｒ−Ｎｉ鋼から成る群から選択される１種以上の金属を約４０〜約７５質量パーセント、含有する。
ＭＨベース合金はまた、主組織（main texture）Ｍｍ−Ｎｉ系を含有することもできる。改質に適したベース合金は、米国特許第５８４０４４０号明細書（U.S. Pat. No. 5,840,440）に教示されている。
金属水素化物ベース合金は例えば、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、ＣｒおよびＭｎを含有する。ＭＨベース合金は例えば、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＭｎおよびＡｌ；Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＭｎおよびＳｎ；Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＭｎおよびＣｏ；Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、ＳｎおよびＣｏを含有するか、またはＶ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｎ、ＣｏおよびＦｅを含有する。ＭＨベース合金は、式（金属合金）aＣｏbＦｅcＡｌdＳｎeの合金を含み、ここで（金属合金）は、Ｔｉを約０．１〜約６０原子％、Ｚｒを約０．１〜約４０原子％、Ｖを０〜約６０原子％、Ｎｉを約０．１〜約５７原子％、Ｍｎを約５〜約２２原子％、およびＣｒを０〜５６原子％含有し、ｂは約０．１〜約１０原子％であり、ｃは０約３．５原子％であり、ｄは約０．１〜１０原子％であり、ｅは約０．１〜約３原子％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００原子％である。適切なＭＨベース合金は例えば、米国特許第６２７０７１９号明細書（U.S. Pat. No. 6,270,719）に教示されている。
金属水素化物ベース合金は、ＡＢ、ＡＢ2、ＡＢ5およびＡ2Ｂタイプの合金から成る群から選択される１種以上の合金を含み、ここでＡおよびＢは遷移金属、希土類金属またはこれらの組み合わせであってよく、ここで成分Ａは一般的に、成分Ｂよりも水素化物を形成する傾向が強い。ＡＢ水素吸蔵ベース合金において、Ａは例えばＴｉ、ＺｒおよびＶから成る群から選択される１種以上の元素を含み、Ｂは、Ｎｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｇ、ＺｎおよびＰｄから成る群から選択される１種以上の元素を含む。ＡＢベース合金は、ＺｒＮｉ、ＺｒＣｏ、ＴｉＮｉ、ＴｉＣｏおよびこれらの改質形態を含む。Ａ2Ｂタイプのベース合金は、Ｍｇ2ＮｉおよびOvshinsky則によるその改質形態を含み、ここでＭｇおよびＮｉのいずれかまたは双方は、完全にまたは部分的に、多軌道改質体によって置き換えられている。ＡＢ2タイプのベース合金はラーベス相化合物であり、ＡがＺｒおよびＴｉから成る群から選択される１種以上の元素を含有し、ＢがＮｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、ＴａおよびＮｂから成る群から選択される１種以上の元素を含有する合金を含む。ＡＢ2タイプのベース合金は、Ovshinsky則により改質された合金を含む。ＡＢ5金属水素化物ベース合金は、Ａがランタニドから成る群から選択される１種以上の元素を含有し、Ｂが１種以上の遷移金属を含有するものを含む。これに含まれるのはＬａＮｉ5、およびＮｉが、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｓｂ、ＶおよびＰｔから成る群から選択される１種以上の元素によって部分的に置き換えられおり、かつ／またはＬａが、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、他の希土類およびＭｍから成る群から選択される１種以上の元素によって部分的に置き換えられているＬａＮｉ5である。また、Ovshinsky則により改質されたＡＢ5タイプのベース合金も含まれる。このようなベース合金は例えば、米国特許第６８３０７２５号明細書（U.S. Pat. No. 6,830,725）に教示されている。
ベース合金は、ＴｉＭｎ2タイプの合金を含む。金属水素化物ベース合金は例えば、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ、ＣｒおよびＭｎを含有し、ここでＺｒは約２〜約５原子％であり、Ｔｉは約２６〜約３３原子％であり、Ｖは約７〜約１３原子％であり、Ｃｒは約８〜約２０原子％であり、Ｍｎは約３６〜約４２原子％である。これらの合金はさらに、Ｎｉ、ＦｅおよびＡｌから成る群から選択される１種以上の元素を含むことができ、例えばＮｉを約１〜約６原子％、Ｆｅを約２〜約６原子％、およびＡｌを約０．１〜約２原子％、含むことができる。これらのベース合金はまた、Ｍｍを約１原子％まで含有することができる。改質に適した合金は、以下のものを含む：Ｚｒ3.63Ｔｉ29.8Ｖ8.82Ｃｒ9.85Ｍｎ39.5Ｎｉ2.0Ｆｅ5.0Ａｌ1.0Ｍｍ0.4；Ｚｒ3.6Ｔｉ29.0Ｖ8.9Ｃｒ10.1Ｍｎ40.1Ｎｉ2.0Ｆｅ5.1Ａｌ1.2；Ｚｒ3.6Ｔｉ28.3Ｖ8.8Ｃｒ10.0Ｍｎ40.7Ｎｉ1.9Ｆｅ5.1Ａｌ1.6、およびＺｒ1Ｔｉ33Ｖ12.54Ｃｒ15Ｍｎ36Ｆｅ2.25Ａｌ0.21。適切なベース合金は例えば、米国特許第６５３６４８７号明細書（U.S. Pat. No. 6,536,487）に教示されている。
金属水素化物ベース合金は、式ＬａaＲ1-a-bＭｇbＮｉc-d-eのＡ5Ｂ19タイプの構造を４０原子％以上、含有することができ、ここで０≦ａ≦０．５原子％、０．１≦ｂ≦０．２原子％、３．７≦ｃ≦３．９原子％、０．１≦ｄ≦０．３、および０≦ｄ≦０．２である。適切なベース合金は例えば、米国特許第７８２９２２０号明細書（U.S. Pat. No. 7,829,220）に教示されている。
本発明の合金は、少なくともＮｉおよび希土類を含有する水素吸蔵合金粒子の形態であり得る。この粒子は、表面層および内部を有することができ、ここで表面層は、内部より多いニッケル含分を有し、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの大きさを有するニッケル粒子が、表面層内に存在する。金属水素化物ベース合金は、式Ｌｎ1-xＭｇxＮｉa-b-cＡｌbＺcの合金であってよく、ここでＬｎは、１種以上の希土類元素であり、Ｚは、Ｚｒ、Ｖ、Ｂｎ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、ＰおよびＢのうち１種以上であり、０．０５≦ｘ≦０．３原子％、２．８≦ａ≦３．９原子％、０．０５≦ｂ≦０．２５原子％、および０．０１≦ｃ≦０．２５である。適切なベース合金は例えば、米国特許第８０５３１１４号明細書（U.S. Pat. No. 8,053,114）に教示されている。
本発明の合金は、少なくともＡ2Ｂ7タイプの構造およびＡ5Ｂ19タイプの構造を有する多相を有する結晶構造と、バルクよりも多いニッケル含分を有する表面層とを有することができる。金属水素化物ベース合金は、式Ｌｎ1-xＭｇxＮｉy-a-bＡｌaＭbの合金を有することができ、ここでＬｎは、Ｙを含む１種以上の希土類であり、Ｍは、Ｃｏ、ＭｎおよびＺｎのうち１種以上であり、ここで０．１≦ｘ≦０．２原子％、３．５≦ｙ≦３．９原子％、０．１≦ａ≦０．３原子％、および０≦ｂ≦０．２である。適切なベース合金は例えば、米国特許第８１２４２８１号明細書（U.S. Pat. No. 8,124,281）に開示されている。
金属水素化物ベース合金は、式Ｌｎ1-xＭｇx（Ｎｉ1-yＴｙ）zのものであってよく、ここでＬｎは、ランタニド元素、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆから選択される１種以上の元素であり、Ｔは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、ＰおよびＢから選択される１種以上の元素であり、ここで０＜ｘ≦１原子％、０≦ｙ≦０．５原子％および２．５≦ｚ≦４．５原子％である。適切なベース合金は例えば、米国特許第８２５７８６２号明細書（U.S. Pat. No. 8,257,862）に教示されている。
本発明の合金は、米国特許第８４０９７５３号明細書（U.S. Pat. No. 8,409,753）に教示されたように、Ｌａ、Ｎｄ、Ｍｇ、ＮｉおよびＡｌ；Ｌａ、Ｎｄ、Ｍｇ、Ｎｉ、ＡｌおよびＣｏ；Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｇ、ＮｉおよびＡｌ、またはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ａｌ、ＣｏおよびＭｎを含有することができる。
金属水素化物合金は、式ＴｉAＺｒB-XＹXＶCＮｉDＭEのものであってよく、式中、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤはそれぞれ、０よりも大きく、５０原子％以下であり、Ｘは、０より大きく、４原子％以下であり、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｎ、ＡｌおよびＭｎから選択される１種以上の金属であり、Ｅは、０〜３０原子％である。適切なベース合金は例えば、米国特許出願公開第２０１３／０２７７６０７号明細書（U.S. Pub. No. 2013/0277607）に教示されている。
本発明の合金は、改質されたＡ2Ｂ7タイプの水素吸蔵合金を含有する。例えばＭＨベース合金は、ＡxＢy合金であってよく、ここでＡは少なくとも１種の希土類元素を含み、かつＭｇも含み、Ｂは少なくともＮｉを含み、Ｘ対Ｙの原子比は、約１：２から約１：５、例えば約１：３から約１：４である。ＭＨベース合金はさらに、Ｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、ＣｒおよびＭｎから成る群から選択される１種以上の元素を含有することができる。Ｎｉの、さらなる元素に対する原子比は、約５０：１から約２００：１であり得る。希土類は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、ＰｒおよびＭｍを含む。希土類の、Ｍｇに対する原子比は、約５：１から約６：１の範囲にあり得る。元素Ｂはさらに、Ａｌを含むことができ、ここでＮｉの、Ａｌに対する原子比は、約３０：１から約４０：１であり得る。
金属水素化物ベース合金は、ＡＢxの高容量水素吸蔵合金を含み、ここでｘは約０．５〜約５であり、これは≧４００ｍＡｈ／ｇ、≧４２５ｍＡｈ／ｇ、≧４５０ｍＡｈ／ｇ、または≧４７５ｍＡｈ／ｇの放電容量を有する。
金属水素化物ベース合金は、マグネシウム（Ｍｇ）を含有する高容量ＭＨ合金を含み、例えば、ＭｇおよびＮｉを含有するＡＢ、ＡＢ2またはＡ2Ｂタイプの合金を含む。例えば、ＭＨベース合金は、ＭｇＮｉ、ＭｇＮｉ2およびＭｇ2Ｎｉを含む。このようなＭｇおよびＮｉ含有合金はさらに、希土類元素および遷移金属から成る群から選択される１種以上の元素を含有することができる。例えば、ＭｇおよびＮｉを含有する合金はさらに、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｂ、ＳｃおよびＣａから成る群から選択される元素を１種以上、含有することができる。
ＭＨベース合金は例えば、ＭｇおよびＮｉ、ならびに任意でＣｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｂ、ＳｃおよびＣａから成る群から選択される元素を１種以上、含有する。
Ｍｍとは、「ミッシュメタル」である。 ミッシュメタルとは、希土類元素の混合物である。Ｍｍは例えば、Ｌａ、ＮｄおよびＰｒを含有する混合物、例えばＣｅ、Ｌａ、ＮｄおよびＰｒを含有する混合物である。
例えば、ＭＨベース合金は、以下のものを含む：ＭｇＮｉ、Ｍｇ0.8Ｔｉ0.2Ｎｉ、Ｍｇ0.7Ｔｉ0.3Ｎｉ、Ｍｇ0.9Ｔｉ0.1Ｎｉ、Ｍｇ0.8Ｚｒ0.2Ｎｉ、Ｍｇ0.7Ｔｉ0.225Ｌａ0.075Ｎｉ、Ｍｇ0.8Ａｌ0.2Ｎｉ、Ｍｇ0.9Ｔｉ0.1Ｎｉ、Ｍｇ0.9Ｔｉ0.1ＮｉＡｌ0.05、Ｍｇ0.08Ｐｄ0.2Ｎｉ、Ｍｇ0.09Ｔｉ0.1ＮｉＡｌ0.05、Ｍｇ0.09Ｔｉ0.1ＮｉＡｌ0.05Ｐｄ0.1、Ｍｇ50Ｎｉ45Ｐｄ5、Ｍｇ0.85Ｔｉ0.15Ｎｉ1.0、Ｍｇ0.95Ｔｉ0.15Ｎｉ0.9、Ｍｇ2Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｎｉ0.6Ｃｏ0.4、Ｍｇ2Ｎｉ0.6Ｍｎ0.4、Ｍｇ2Ｎｉ0.7Ｃｕ0.3、Ｍｇ0.8Ｌａ0.2Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｃｏ0.1Ｎｉ、Ｍｇ2.1Ｃｒ0.1Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｎｂ0.1Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｔｉ0.1Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｖ0.1Ｎｉ、Ｍｇ1.3Ａｌ0.7Ｎｉ、Ｍｇ1.5Ｔｉ0.5Ｎｉ、Ｍｇ1.5Ｔｉ0.3Ｚｒ0.1Ａｌ0.1Ｎｉ、Ｍｇ1.75Ａｌ0.25Ｎｉ、および（ＭｇＡｌ）2Ｎｉ、Ｍｇ1.70Ａｌ0.3Ｎｉ。
例えば、ＭＨベース合金は、約１：２から約２：１の原子比でのＭｇおよびＮｉの合金を含み、この合金はさらに、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｂ、ＳｃおよびＣａから成る群から選択される元素を１種以上、含有する。さらなる元素または複数の元素は、全合金を基準として、約０．１〜約３０原子％（ａｔ％）、もしくは約０．２５〜約１５原子％、または約０．５、約１、約２、約３、約４、もしくは約５原子％〜約１５原子％、存在し得る。Ｍｇの、Ｎｉに対する原子比は例えば、約１：１である。よってＭｇおよびＮｉはともに、全合金を基準として約７０原子％〜約９９．９原子％、存在し得る。Ｍｇ−ＮｉＭＨベース合金は、さらなる元素不含であってよく、この場合、ＭｇおよびＮｉが合わせて１００原子％存在する。
金属水素化物合金は、約１：２から約２：１の原子比でＭｇおよびＮｉを含有することができ、ここでＭｇおよびＮｉは合わせて、全合金を基準として≧７０原子％の水準で存在する。
金属水素化物ベース合金は、Ｍｇを≧２０原子％、含有することができる。
金属水素化物ベース合金は、約１：２から約２：１の原子比でＭｇおよびＮｉを含有することができ、さらにＣｏおよび／またはＭｎを含有することができる。本発明の合金は、改質されたＭｇ52Ｎｉ39Ｃｏ6Ｍｎ3、または改質されたＭｇ52Ｎｉ39Ｃｏ3Ｍｎ6を含む。
金属水素化物ベース合金は、Ｍｇを≧９０質量％、およびさらなる元素を１種以上、含有することができる。１種以上のさらなる元素は、Ｎｉ、Ｍｍ、Ａｌ、ＹおよびＳｉから成る群から選択することができる。これらの合金は例えば、Ｎｉを約０．５〜約２．５質量％、およびＭｍを約１．０〜約４．０質量％、含有することができる。これらの合金はまた、Ａｌを約３〜約７質量％、および／またはＹを約０．１〜約１．５質量％、および／またはＳｉを約０．３〜約１．５質量％、含有することができる。
適切な高性能ＭＨベース合金は例えば、米国特許第５５０６０６９号明細書（U.S. Pat. No. 5,506,069）、米国特許第５６１６４３２号明細書（U.S. Pat. No. 5,616,432）および米国特許第６１９３９２９号明細書（U.S. Pat. No. 6,193,929）に開示されている。
本発明の合金は例えば、５分間３００℃で、水素を少なくとも６質量％吸蔵することができ、かつ／または水素完全吸蔵能力の少なくとも８０％を吸蔵できるか、または２分間３００℃で、水素を少なくとも６．５質量％含有することができ、かつ／または水素完全吸蔵能力の少なくとも８０％を吸蔵できるか、または１．５分間３００℃で、水素を少なくとも６．９質量％含有することができ、かつ／または水素完全吸蔵能力の少なくとも８０％を吸蔵できる。
金属水素化物ベース合金は、式ＴｉaＺｒb-xＹxＶcＮｉdＭeの合金を含み、ここでａ、ｂ、ｃおよびｄはそれぞれ、０よりも大きく、５０原子％以下であり、ｘは０より大きく、４原子％以下であり、ＭはＣｏ、Ｃｒ、Ｓｎ、ＡｌおよびＭｎから成る群から選択される１種以上の金属であり、ｅは０〜約３０原子％である。これらの合金は例えば、米国特許出願公開第２０１３／０２７７６０７号明細書（U.S. Pub. No. 2013/0277607）に開示されている。
本発明による合金は例えば、不活性雰囲気下でのアーク溶融または誘導溶融によって、溶融キャスト、急速凝固、機械的な合金化、スパッタリングもしくはガス噴霧、または上記参考文献で教示された他の方法によって、製造することができる。
特に言及しなければ、合金または相内における元素の量は、合金または相の全体を基準とした原子パーセント（ａｔ％）である。
特に言及しなければ、各相の量は、全合金を基準として質量％（ｗｔ％）で報告する。
低温電気化学特性は、低温、例えば−４０℃での表面触媒性能としても規定することができる。表面触媒性能は、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積（Ｒ・Ｃ）として規定される。ＲおよびＣの値は、ＡＣインピーダンス測定のCole-Coleプロットの曲線当てはめから算出される。
あるいは低温電気化学特性は、−４０℃での電荷移動抵抗（Ｒ）によって規定することができる。
低温は、例えば＜２５℃、≦１０℃、≦０℃、≦−１０℃、≦−２０℃、または≦−３０℃で規定される。
電荷移動抵抗（Ｒ）は、Ω・ｇで測定される。二重層容量（Ｃ）は、ファラド／ｇ（Ｆ／ｇ）で測定される。
ＡＣインピーダンス測定は、SOLARTRON 1250という周波数特性分析機を用いて、振幅１０ｍＶのサイン波および１０ｍＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数範囲で行う。測定に先立ち電極を、Ｃ／１０の速度でSOLARTRON 1470 Cell Test galvanostatを用いて１つの完全な充電／放電サイクルにかけ、それから１００％の充電状態（ＳＯＣ）に充電し、引き続き８０％（ＳＯＣ）に放電し、最後に−４０℃に冷却する。さらに２回のサイクルを室温で行い、−４０℃ＡＣインピーダンス測定を繰り返す。
ＡＢx合金の化学量論を調整することによって、２つの異なる二次相の比率を有利に最適化できることが判明した。本発明による合金は例えば、低水準の希土類元素で改質され、かつＢ／Ａ比率が２．０未満であるように設計されたＡＢ2タイプの合金である。
本発明による合金の−４０℃での表面触媒性能は、比較用のＡＢ2合金、例えばＡＢ2合金であるＴｉ12.0Ｚｒ21.5Ｖ10.0Ｃｒ7.5Ｍｎ8.1Ｎｉ32.2Ｓｎ0.3Ａｌ0.4Ｃｏ8.0に対して例えば少なくとも１０％、改善される。
−４０℃での表面触媒性能は例えば、比較用ＡＢ2合金、例えばＴｉ12.0Ｚｒ21.5Ｖ10.0Ｃｒ7.5Ｍｎ8.1Ｎｉ32.2Ｓｎ0.3Ａｌ0.4Ｃｏ8.0に対して、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、または少なくとも４０％、改善される。測定のための詳細は、実施例で述べる。ＡＢ2合金であるＴｉ12.0Ｚｒ21.5Ｖ10.0Ｃｒ7.5Ｍｎ8.1Ｎｉ32.2Ｓｎ0.3Ａｌ0.4Ｃｏ8.0は、本実施例で製造する。
−４０℃での表面触媒性能は例えば、≦３０、≦２５、≦２０、≦１５、≦１２、≦１０．０、≦９．０、≦８．０、≦７．０、≦６．０、または≦５．０秒である。
合金について−４０℃での表面触媒性能は例えば、約５〜約１０、約５〜約９、約５〜約８、または約５〜約７秒である。
−４０℃での電荷移動抵抗（Ｒ）は例えば、≦６０、≦５５、≦５０、≦４５、≦４０、≦３７、≦３５、≦３０、≦２８、≦２６、≦２４、≦２２、≦２０、≦１８、≦１６または≦１５Ω・ｇである。
−４０℃での電荷移動抵抗（Ｒ）は例えば、約１０〜約２０、約１３〜約２８、約１４〜約２６、約１５〜約２５、または約１５〜約２４Ω・ｇである。
合金は、少なくとも１つの主相と、少なくとも１つの二次相とを有する。少なくとも１つの主相、吸蔵性二次相および触媒二次相はそれぞれ、化学組成および／または物理的な構造が異なる。物理的な構造は、結晶性構造および非結晶性構造である。相の存在度は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）によって特定できる。相の組成は、エネルギー分散型分光器（ＥＤＳ）を備えた走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって特定することができる。
１つの主相または複数の主相の合計は、各二次相よりも高い質量存在度で存在する。１つの主相または複数の主相は一般的に、ＡＢx相、例えばＡＢ、ＡＢ2、ＡＢ3、Ａ2Ｂ7またはＡＢ5相である。
各相の構造が異なっているのが有利である。すなわち、各相は、結晶性構造および非結晶性（非晶質）構造から成る群から選択される構造を有し、ここでそれぞれは異なっている。
本発明による水素吸蔵合金は例えば、改質されたＡＢxタイプ合金であり、ここでｘは約０．５〜約５である。
本発明による合金は例えば、改質されたＡＢ2タイプ合金であり、ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は約１．８０〜約２．２０である。ｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は有利には、約１．８０〜約１．９８、約１．８０〜約１．９５、または約１．８２〜約１．９３であり得る。
ｉｉ）の、ｉ）に対する本発明による原子比率は例えば、約１．８０、約１．８１、約１．８２、約１．８３、約１．８４、約１．８５、約１．８６、約１．８７、約１．８８、約１．８９、約１．９０、約１．９１、約１．９２、約１．９３、約１．９４、約１．９５、約１．９７、約１．９８または約１．９９である。
本発明による改質されたＡＢ2タイプ合金は例えば、Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相を有する。Ｃ１４相の質量存在度は例えば、約７０〜約９５、例えば約８０〜約９０、約８３〜８８である。Ｃ１５相の存在度は例えば、合金を基準として質量で約２〜約２０、例えば約３〜約１５、または約３〜１３である。
本発明による合金は例えば、Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相を含有するか、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相を有し、ここで触媒二次相および吸蔵性二次相は、非ラーベス相である。
触媒二次相の質量存在度は例えば、約１〜約４０、例えば約３〜約２０である。触媒二次相の存在度は、合金を基準として質量で約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０であり得る。
吸蔵性二次相の質量存在度は例えば、０〜約１３．３であり、例えば＞０かつ≦１３．３、例えば約０．１〜約１３．３、例えば約０．１〜約１０、約０．１〜約７、または約０．１〜約５である。第一の二次相の存在度は、合金を基準として質量で約０．５、約０．８、約１．１、約１．４、約１．７、約２．０、または約２．３、およびその間の水準であり得る。
合金は有利には、全合金を基準として、ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相を約２質量％〜約１０質量％、約３質量％〜約９質量％、または約３質量％〜約８質量％、ならびにＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相を０〜約２質量％、約０．０１質量％〜約１．５質量％、または約０．０５質量％〜約１．３質量％、含有する。
一般的に、一連の類似の組成の合金において、触媒二次相の存在度の、吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が増加するにつれて、低温電気化学特性は向上する。触媒二次相の存在度の、吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率は有利には、≧３または≧４、例えば≧５、≧６、≧７である。これは、吸蔵性二次相および触媒二次相の両方が存在する場合である。
触媒二次相の、吸蔵性二次相に対する質量比率は有利には、約３〜約１０、約３〜約９、３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８である。
触媒二次相は有利には、ＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造を有する。すなわち、触媒二次相の結晶構造は有利には、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により特定されるような公知のＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造である。公知のＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造を有するために、触媒二次相は、Ｔｉおよび／またはＮｉを含有する必要はない。
触媒二次相は、Ｔｉおよび／またはＮｉを含有することができる。
触媒二次相は例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素を含有し、Ｎｉも含有する。触媒二次相は例えば、ＴｉおよびＮｉを含有するか、またはＴｉ、ＺｒおよびＮｉを含有する。
触媒二次相は例えば、Ｔｉを約１３〜約４５原子％、Ｔｉを約１５〜約３０原子％、またはＴｉを約１５〜約２５原子％、含有する。
触媒二次相は例えば、Ｚｒを約５〜約３０原子％、Ｚｒを約１５〜約２８原子％、またはＺｒを約２０〜約２６原子％、含有する。
触媒二次相は例えば、Ｎｉを約３８〜約６０原子％、Ｎｉを約４０〜約５５原子％、またはＮｉを約４５〜約５０原子％、含有する。
ＴｉおよびＮｉを上記水準で含有する本発明による触媒二次相の結晶構造は、公知のＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造であるが、これらはＴｉＮｉ相に可溶性のその他の金属、例えばＺｒをかなりの量、含有することができる。
触媒二次相は例えば、Ｎｉを約４５〜約４９原子％、Ｔｉを約１７〜約２２原子％、およびＺｒを約２０〜約２４原子％含有し、ここで（Ｔｉ＋Ｚｒ）は約４１〜約４３原子％である。触媒二次相に共に存在する場合、Ｚｒの原子％は、Ｔｉの原子％以上であることが有利である。例えば、触媒二次相に共に存在する場合、Ｚｒの原子％は、Ｔｉの原子％より大きい。
吸蔵性二次相は例えば、触媒二次相の構造とは異なる構造を有する。
吸蔵性二次相は例えば、１種以上の希土類元素を含有する。吸蔵性二次相は例えば、Ｎｉを含有するか、１種以上の希土類元素およびＮｉを含有するか、１種以上の希土類元素、ＮｉおよびＳｎを含有するか、ＹおよびＮｉを含有するか、またはＹ、ＮｉおよびＳｎを含有する。
吸蔵性二次相は例えば、１種以上の希土類元素を、約１５〜約５５原子％、約２０〜約５０原子％、約２５〜約４５原子％、または約３０〜約４０原子％、含有する。吸蔵性二次相は例えば、１種以上の希土類元素を、約３０〜約５０原子％、または約３０〜約４０原子％、含有する。希土類元素は例えば、Ｙである。
吸蔵性二次相は例えば、Ｎｉを約１５〜約５０原子％、Ｎｉを約２０〜約４０原子％、またはＮｉを約２０〜約３０原子％、含有する。
吸蔵性二次相は例えば、Ｓｎを約１５〜約３２原子％、Ｓｎを約１８〜約３０原子％、またはＳｎを約２０〜約２９原子％、含有する。
吸蔵性二次相は例えば、Ｙを約３２〜約３８原子％、Ｎｉを約２１〜約２７原子％、おおびＳｎを約２０〜約２８原子％、含有する。
理論に縛られるわけではないが、二次吸蔵相は、主（吸蔵）相と同様に水素を可逆的に貯蔵および放出することができ、その一方で二次触媒相である「触媒相」は、この可逆的反応において主相および／または吸蔵相を補助するために働くと考えられる。
異なる相が、共に相乗効果的に働いていると思われる。これは、比較的弱い金属水素結合を有するものが触媒として働く一方、もう一方が水素吸蔵相として働くということであり得る。触媒相からの簡便化に伴い、１つまたは複数の吸蔵相における水素を、より容易に除去することができる。
二次吸蔵相は任意であり、少なくとも触媒二次相を有する本発明による改質された合金はまた、優れた電気化学特性を示す。例えば改質が、低水準の特定の元素の添加によって行われる場合、これらの元素は、検知可能な付加的な吸蔵相を形成するというよりはむしろ、主相中に固溶体で存在し得る。
本発明による「改質」は、触媒相の形成を促進させる。
各相について本明細書で論じている原子パーセント（ａｔ％）は、相を基準とする。
合金について本明細書で論じている原子パーセント（ａｔ％）は、合金の合計を基準とする。
希土類元素は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａおよびランタニドである。ミッシュメタル（Ｍｍ）は、「１種以上の希土類元素」という用語に含まれる。希土類元素は例えば、Ｙである。
本発明による合金は例えば、１種以上の希土類元素を、合金を基準として約０．０５原子％〜約１０．０原子％、または１種以上の希土類元素を約０．１原子％〜約７．０原子％、約０．２原子％〜約５．０原子％、または約０．２原子％〜約２．０原子％、含有する。
本発明による合金は有利には、１種以上の希土類元素を、合金を基準として約０．０５原子％、約０．１原子％、約０．１５原子％、約０．２０原子％、約０．２５原子％、約０．３０原子％、約０．３５原子％、約０．４０原子％、約０．４５原子％、約０．５０原子％、約０．５５原子％、約０．６０原子％、約０．６５原子％、約０．７０原子％、約０．７５原子％、約０．８０原子％、約０．８５原子％、約０．９０原子％、約０．９５原子％、または約０．９８原子％、およびその間の水準で含有することができる。
本発明による合金は例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有する。本発明による合金は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、および１種以上の希土類元素を含有することができる。本発明による合金は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉおよび１種以上の希土類元素を含有することができる。
本発明による合金は例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、ＭｎおよびＡｌから成る群から選択される１種以上の元素を含有する。合金は例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、および１種以上の希土類元素を含有する。本発明による合金は例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、ＣｏおよびＹを含有する。
本発明による合金は例えば、Ｔｉを約０．１〜約６０％、Ｚｒを約０．１〜約４０％、０＜Ｖ＜６０％、Ｃｒを０〜約５６％、Ｍｎを約５〜約２２％、Ｎｉを約０．１〜約５７％、Ｓｎを約０．１〜約３％、Ａｌを約０．１〜約１０％、Ｃｏを約０．１〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．１〜約１０％含有し、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい。
Ｔｉを約５〜約１５％、Ｚｒを約１８〜約２９％、Ｖを約３．０〜約１３％、Ｃｒを約１〜約１０％、Ｍｎを約６〜約１８％、Ｎｉを約２９〜約４１％、Ｓｎを約０．１〜約１％、Ａｌを約０．１〜０．７％、Ｃｏを約２〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約５％を含有する合金も開示され、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい。
合金は有利には、Ｔｉを約１１％〜約１３％、Ｚｒを約２１〜約２３％、Ｖを約９〜約１１％、Ｃｒを約６〜約９％、Ｍｎを約６〜約８％、Ｎｉを約３１〜約３４％、Ｓｎを約０．２〜約０．４％、Ａｌを約０．３〜約０．６％、Ｃｏを約２〜約８％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約２．０％含有し、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい。
本発明による合金は、例えば２５℃、０℃、−２０℃、および／または−４０℃で、水素を可逆的に吸収および排出できる。
本発明の主題はまた、本発明による水素吸蔵合金を含有する電極を有する、金属水素化物電池、アルカリ燃料電池、または金属水素化物空気電池である。
本発明のさらなる主題は、水素を可逆的に貯蔵および放出可能な少なくとも１つのアノード、可逆的酸化が可能な少なくとも１つのカソード、前記アノードおよび前記カソードが内部に配置されるケーシング、カソードとアノードを分離するセパレータ、ならびにアノードとカソードの両方と接触する電解質を有する金属水素化物電池であり、ここでアノードは、本発明による水素吸蔵合金を含有する。
本発明による電池は、ある極性のもとで大量の水素を貯蔵可能であり、その逆の極性のもとでは、所望の量の水素を放出することができる。
本発明の主題はまた、少なくとも１つの水素電極、少なくとも１つの酸素電極、および少なくとも１つのガス拡散材料を有するアルカリ燃料電池であり、ここで水素電極は、本発明による水素吸蔵合金を含有する。
本発明の主題はまた、少なくとも１つの空気透過性カソード、少なくとも１つのアノード、少なくとも１つの空気取り入れ部、ならびにアノードおよびカソードの両方と接触する電解質を有する金属水素化物空気電池であり、ここでアノードは、本発明による水素吸蔵合金を含有する。
実施形態の要素について言及する「１つの（ａ、またはａｎ）という用語は、「１つ」、または「１つ以上」を意味することがある。
「約」という用語は例えば、通常の測定手順および取り扱い手順により、これらの手順における不注意によるミスによって、製造元、製造者、または使用する成分の純度における差違によって、使用する方法における差違などによって起こり得る変異を言う。「約」という用語はまた、特定の初期混合物から得られる組成物について、様々な平衡条件により異なる量を含む。「約」という用語があろうと無かろうと、実施形態および請求項は、言及された量の等量を含む。
本明細書における全ての数値は、明示されているかどうかに拘わらず、「約」という用語で修飾されている。「約」という用語は一般的に、当業者が、言及された値に等しい（すなわち、同じ機能および／または結果を有する）と考える数の範囲を言う。多くの場合、「約」という用語は、最も近い重要な数字に丸められた数を含むことができる。
「約」という用語によって修飾された値はもちろん、特定の値を含む。例えば、「約５．０」は、５．０を含まなければならない。
「実質的に〜から成る」という用語は、さらなる成分、工程、および／または部材が、特許請求された組成物、方法、または構造の基本的で新規な特性を大きく変更しない限り、組成物、方法、または構造が、さらなる成分、工程、および／または部材を含有することができることを意味する。
ここで論じられた米国特許、米国特許出願公開、および米国特許出願は、それぞれ参照によって、本明細書に組み込まれるものとする。
以下、本発明の幾つかの実施形態を示す。
Ｅ１：
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）吸蔵性二次相、および
ｃ）触媒二次相、
を有する水素吸蔵合金、例えば改善された低温電気化学特性を有する水素吸蔵合金であって、
ここで前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率は、≧３、≧４、≧５、≧６、または≧７であるか、またはここで前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率は、約３〜約１０、約３〜約９、３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８であり、
ここで１つの主相または複数の主相は合計で、各二次相の質量存在度よりも高く、ここで１つの主相または複数の主相は例えば、ＡＢx相、例えばＡＢ、ＡＢ2、ＡＢ3、Ａ2Ｂ7またはＡＢ5相であり、
例えばここで、二次触媒相は、主相および／または吸蔵相において可逆的な電気化学的な水素の貯蔵／放出反応を触媒する水素吸蔵合金。
Ｅ２：
ｉ）Ａタイプ元素から成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｂタイプ元素および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素、
例えば、
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、その他の遷移金属および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＶ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、
ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、約１．８０〜約２．２０である、実施形態１記載の合金。
Ｅ３：ｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率が、約１．８０〜約１．９８、約１．８０〜約１．９５、または約１．８２〜約１．９３、または約１．８０、約１．８１、約１．８２、約１．８３、約１．８４、約１．８５、約１．８６、約１．８７、約１．８８、約１．８９、約１．９０、約１．９１、約１．９２、約１．９３、約１．９４、約１．９５、約１．９７、約１．９８または約１．９９である、実施形態２記載の合金。
Ｅ４：Ｃ１４およびＣ１５ラーベス主相を有する、実施形態１から３までのいずれか記載の合金であって、Ｃ１４相の質量存在度が、約７０〜約９５、約８０〜約９０、または約８３〜８８であり、Ｃ１５相の存在度が、合金を基準として質量で、約２〜約２０、約３〜約１５、または約３〜１３である合金。
Ｅ５：前記触媒二次相が、ＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造を有する、実施形態１から４までのいずれか記載の合金。
Ｅ６：前記触媒二次相が、Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素を含有し、かつＮｉも含有する、実施形態１から５までのいずれか記載の合金。
Ｅ７：前記触媒二次相が、Ｔｉを約１３〜約４５原子％、Ｔｉを約１５〜約３０原子％、またはＴｉを約１５〜約２５原子％、Ｚｒを約５〜約３０原子％、Ｚｒを約１５〜約２８原子％、またはＺｒを約２０〜約２６原子％、およびＮｉを約３８〜約６０原子％、Ｎｉを約４０〜約５５原子％、またはＮｉを約４５〜約５０原子％含有する、実施形態１から６までのいずれか記載の合金。
Ｅ８：前記触媒二次相の存在度が、≧３かつ≦４０質量％であるか、または前記触媒二次相の質量存在度が、合金を基準として質量で、約１〜約４０、約３〜約２０、または約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０である、実施形態１から７までのいずれか記載の合金。
Ｅ９：前記吸蔵性二次相が、１種以上の希土類元素を含有するか、Ｎｉを含有するか、１種以上の希土類元素およびＮｉを含有するか、１種以上の希土類元素、ＮｉおよびＳｎを含有するか、ＹおよびＮｉを含有するか、またはＹ、ＮｉおよびＳｎを含有する、実施形態１から８までのいずれか記載の合金。
Ｅ１０：前記吸蔵性二次相が、１種以上の希土類元素を約１５〜約５５原子％、約２０〜約５０原子％、約２５〜約４５原子％、または約３０〜約４０原子％含有するか、または前記吸蔵性二次相は、１種以上の希土類元素を約３０〜約５０原子％、または約３０〜約４０原子％含有し、かつ前記吸蔵性二次相は、Ｎｉを約１５〜約５０原子％、Ｎｉを約２０〜約４０原子％、またはＮｉを約２０〜約３０原子％含有する、実施形態１から９までのいずれか記載の合金。
Ｅ１１：前記吸蔵性二次相が、Ｓｎを約１５〜約３２原子％、Ｓｎを約１８〜約３０原子％、またはＳｎを約２０〜約２９原子％含有する、実施形態１から１０までのいずれか記載の合金。
Ｅ１２：前記吸蔵性二次相が、Ｙを約３２〜約３８原子％、Ｎｉを約２１〜約２７原子％、かつＳｎを約２０〜約２５原子％含有する、実施形態１から１１までのいずれか記載の合金。
Ｅ１３：前記吸蔵性二次相の存在度が、≦１３．３質量％であるか、または合金を基準として質量で、約０．１〜約１３．３、約０．１〜約１２、約０．１〜約１１、約０．１〜約１０、約０．１〜約７、または約０．１〜約５、または約０．５、約０．８、約１．１、約１．４、約１．７、約２．０、または約２．３、およびその間の水準である、実施形態１から１２までのいずれか記載の合金。
Ｅ１４：全合金を基準として、ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相を約２質量％〜約１０質量％、約３質量％〜約９質量％、または約３質量％〜約８質量％、ならびにＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相を０〜約２質量％、約０．０１質量％〜約１．５質量％、または約０．０５質量％〜約１．３質量％含有する、実施形態１から１３までのいずれか記載の合金。
Ｅ１５：前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、≧４であるか、または前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８である、実施形態１から１４までのいずれか記載の合金。
Ｅ１６：Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、ＳｉおよびＣｏから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、およびその他の遷移金属から成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、およびＡｌから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏおよび１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、ＣｏおよびＹを含有する、
実施形態１から１５までのいずれか記載の合金。
Ｅ１７：Ｔｉを約０．１〜約６０％、Ｚｒを約０．１〜約４０％、Ｖを０〜約６０％、Ｃｒを０〜約５６％、Ｍｎを約５〜約２２％、Ｎｉを約０．１〜約５７％、Ｓｎを０．１〜約３％、Ａｌを約０．１〜約１０％、Ｃｏを約０．１〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．１〜約１０％含有する、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい、または
Ｔｉを約５〜約１５％、Ｚｒを約１８〜約２９％、Ｖを約３．０〜約１３％、Ｃｒを約１〜約１０％、Ｍｎを約６〜約１８％、Ｎｉを約２９〜約４１％、Ｓｎを約０．１〜約１％、Ａｌを約０．１〜０．７％、Ｃｏを約２〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約５％を含有する、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい、または
Ｔｉを約１１％〜約１３％、Ｚｒを約２１〜約２３％、Ｖを約９〜約１１％、Ｃｒを約６〜約９％、Ｍｎを約６〜約８％、Ｎｉを約３１〜約３４％、Ｓｎを約０．２〜約０．４％、Ａｌを約０．３〜約０．６％、Ｃｏを約２〜約８％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約２．０％含有する、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい、
実施形態１から１６までのいずれか記載の合金。
Ｅ１８：
ａ）Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相、
ｂ）吸蔵性二次相約０．１〜約１３．３質量％、および
ｃ）触媒二次相約１〜約４０質量％、
を有し、前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、≧３であるか、または前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、約３〜約１０、約３〜約９、約３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８である、実施形態１から１７までのいずれか記載の水素吸蔵合金。
Ｅ１９：
ａ）Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相、
ｂ）ＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相約０．１〜約１３．３質量％、および
ｃ）ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相約１〜約４０質量％、
を有し、前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、≧３であるか、または前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、約３〜約１０、約３〜約９、約３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８である、実施形態１から１８までのいずれか記載の水素吸蔵合金。
Ｅ２０：合金を基準として、
１種以上の希土類元素を約０．０５原子％〜約０．９８原子％含有するか、または
１種以上の希土類元素を約０．０５原子％〜約１０．０原子％含有するか、または
１種以上の希土類元素を約０．１原子％〜約７．０原子％、約０．２原子％〜約５．０原子％、または約０．２原子％〜約２．０原子％含有するか、または
前記合金は、１種以上の希土類元素を、合金を基準として約０．０５原子％、約０．１原子％、約０．１５原子％、約０．２０原子％、約０．２５原子％、約０．３０原子％、約０．３５原子％、約０．４０原子％、約０．４５原子％、約０．５０原子％、約０．５５原子％、約０．６０原子％、約０．６５原子％、約０．７０原子％、約０．７５原子％、約０．８０原子％、約０．８５原子％、約０．９０原子％、約０．９５原子％、または約０．９８原子％、およびその間の水準で含有する、実施形態１から１９までのいずれか記載の合金。
Ｅ２１：Ｙを含有する、実施形態１から２０までのいずれか記載の合金。
Ｅ２２：ＡＢ2合金であるＴｉ12.0Ｚｒ21.5Ｖ10.0Ｃｒ7.5Ｍｎ8.1Ｎｉ32.2Ｓｎ0.3Ａｌ0.4Ｃｏ8.0に対して、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、または少なくとも４０％の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能の改善、および／または
≦６０、≦５５、≦５０、≦４５、≦４０、≦３７、≦３５、≦３０、≦２５、≦２０、または≦１５Ω・ｇの、−４０℃での電荷移動抵抗、および／または
≦３０、≦２５、≦２０、≦１５、≦１２、≦１０．０、≦９．０、≦８．０、≦７．０、≦６．０、または≦５．０秒の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能
を示すか、または−４０℃での表面触媒性能が、約５〜約１０、約５〜約９、約５〜約８、または約５〜約７秒である、
実施形態１から２１までのいずれか記載の合金。
以下、本発明のさらなる実施形態を示す。
Ｅ１：水素吸蔵合金、例えば改善された低温電気化学特性を有する水素吸蔵合金であって、少なくとも１つの主相および少なくとも１つの二次相、例えば
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）任意で、吸蔵性二次相、例えば０〜約１３．３質量％の吸蔵性二次相、および
ｃ）触媒二次相、
を有し、
ここで前記合金は、１種以上の希土類元素を約０．０５原子％〜約０．９８原子％含有するか、または
ここで前記合金は、合金を基準として、１種以上の希土類元素を約０．０５原子％〜約１０．０原子％、または約０．１原子％〜約７．０原子％、約０．２原子％〜約５．０原子％、または１種以上の希土類元素を約０．２原子％〜約２．０原子％、含有するか、または
ここで前記合金は、１種以上の希土類元素を、合金を基準として約０．０５原子％、約０．１原子％、約０．１５原子％、約０．２０原子％、約０．２５原子％、約０．３０原子％、約０．３５原子％、約０．４０原子％、約０．４５原子％、約０．５０原子％、約０．５５原子％、約０．６０原子％、約０．６５原子％、約０．７０原子％、約０．７５原子％、約０．８０原子％、約０．８５原子％、約０．９０原子％、約０．９５原子％、または約０．９８原子％、およびその間の水準で含有する、
水素吸蔵合金。
Ｅ２：
ｉ）Ａタイプ元素から成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｂタイプ元素および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素、
例えば、
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、その他の遷移金属および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＶ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、
ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率が、１．８０〜２．２０であるか、または約１．８０〜約１．９８、約１．８０〜約１．９５、または約１．８２〜約１．９３、または約１．８０、約１．８１、約１．８２、約１．８３、約１．８４、約１．８５、約１．８６、約１．８７、約１．８８、約１．８９、約１．９０、約１．９１、約１．９２、約１．９３、約１．９４、約１．９５、約１．９７、約１．９８または約１．９９である、
実施形態１記載の合金。
Ｅ３：ｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率が、約１．８０〜約１．９５である、実施形態２記載の合金。
Ｅ４：Ｃ１４およびＣ１５ラーベス主相を有する、実施形態１から３までのいずれか記載の合金であって、Ｃ１４相の質量存在度が、約７０〜約９５、約８０〜約９０、または約８３〜８８であり、Ｃ１５相の存在度が、合金を基準として質量で、約２〜約２０、約３〜約１５、または約３〜１３である合金。
Ｅ５：ＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造を有する触媒二次相を有する、実施形態１から４までのいずれか記載の合金。
Ｅ６：前記触媒二次相が、Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素を含有し、かつＮｉも含有する、実施形態１から５までのいずれか記載の合金。
Ｅ７：前記触媒二次相が、Ｔｉを約１３〜約４５原子％、Ｔｉを約１５〜約３０原子％、またはＴｉを約１５〜約２５原子％、Ｚｒを約５〜約３０原子％、Ｚｒを約１５〜約２８原子％、またはＺｒを約２０〜約２６原子％、およびＮｉを約３８〜約６０原子％、Ｎｉを約４０〜約５５原子％、またはＮｉを約４５〜約５０原子％含有する、実施形態１から６までのいずれか記載の合金。
Ｅ８：前記触媒二次相の存在度が、≧３かつ≦４０質量％であるか、または前記触媒二次相の質量存在度が、合金を基準として質量で、約１〜約４０、約３〜約２０、または約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０である、実施形態１から７までのいずれか記載の合金。
Ｅ９：前記吸蔵性二次相の存在度が、＞０質量％であるか、または合金を基準として質量で、約０．１〜約１２、約０．１〜約１１、約０．１〜約１０、約０．１〜約７、または約０．１〜約５、または約０．５、約０．８、約１．１、約１．４、約１．７、約２．０、または約２．３、およびその間の水準である、実施形態１から８までのいずれか記載の合金。
Ｅ１０：１種以上の希土類元素を含有するか、Ｎｉを含有するか、１種以上の希土類元素およびＮｉを含有するか、１種以上の希土類元素、ＮｉおよびＳｎを含有するか、ＹおよびＮｉを含有するか、またはＹ、ＮｉおよびＳｎを含有する吸蔵性二次相を有する、実施形態１から９までのいずれか記載の合金。
Ｅ１１：１種以上の希土類元素を約１５〜約５５原子％、約２０〜約５０原子％、約２５〜約４５原子％、または約３０〜約４０原子％含有する吸蔵性二次相を有するか、または前記吸蔵性二次相は、１種以上の希土類元素を約３０〜約５０原子％、または約３０〜約４０原子％含有し、かつ前記吸蔵性二次相は、Ｎｉを約１５〜約５０原子％、Ｎｉを約２０〜約４０原子％、またはＮｉを約２０〜約３０原子％含有する、実施形態１から１０までのいずれか記載の合金。
Ｅ１２：Ｓｎを約１５〜約３２原子％、Ｓｎを約１８〜約３０原子％、またはＳｎを約２０〜約２９原子％含有する吸蔵性二次相を有する、実施形態１から１１までのいずれか記載の合金。
Ｅ１３：Ｙを約３２〜約３８原子％、Ｎｉを約２１〜約２７原子％、およびＳｎを約２０〜約２５原子％含有する吸蔵性二次相を有する、実施形態１から１２までのいずれか記載の合金。
Ｅ１４：全合金を基準として、ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相を約２質量％〜約１０質量％、約３質量％〜約９質量％、または約３質量％〜約８質量％、ならびにＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相を０〜約２質量％、約０．０１質量％〜約１．５質量％、または約０．０５質量％〜約１．３質量％含有する、実施形態１から１３までのいずれか記載の合金。
Ｅ１５：吸蔵性二次相を有する、実施形態１から１４までのいずれか記載の合金であって、前記触媒二次相の、前記吸蔵性二次相に対する質量比率が、≧３、≧４、≧５、≧６、または≧７であるか、または前記触媒二次相の、前記吸蔵性二次相に対する質量比率が、約３〜約１０、約３〜約９、約３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８である、実施形態１から１４までのいずれか記載の合金。
Ｅ１６：Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、ＳｉおよびＣｏから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、およびその他の遷移金属から成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、およびＡｌから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏおよび１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、ＣｏおよびＹを含有する、
実施形態１から１５までのいずれか記載の合金。
Ｅ１７：Ｔｉを約０．１〜約６０％、Ｚｒを約０．１〜約４０％、Ｖを０〜約６０％、Ｃｒを０〜約５６％、Ｍｎを約５〜約２２％、Ｎｉを約０．１〜約５７％、Ｓｎを０．１〜約３％、Ａｌを約０．１〜約１０％、Ｃｏを約０．１〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．１〜約１０％含有する、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい、または
Ｔｉを約５〜約１５％、Ｚｒを約１８〜約２９％、Ｖを約３．０〜約１３％、Ｃｒを約１〜約１０％、Ｍｎを約６〜約１８％、Ｎｉを約２９〜約４１％、Ｓｎを約０．１〜約１％、Ａｌを約０．１〜０．７％、Ｃｏを約２〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約５％を含有する、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい、または
Ｔｉを約１１％〜約１３％、Ｚｒを約２１〜約２３％、Ｖを約９〜約１１％、Ｃｒを約６〜約９％、Ｍｎを約６〜約８％、Ｎｉを約３１〜約３４％、Ｓｎを約０．２〜約０．４％、Ａｌを約０．３〜約０．６％、Ｃｏを約２〜約８％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約２．０％含有し、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい、
実施形態１から１６までのいずれか記載の合金。
Ｅ１８：
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）吸蔵性二次相０〜約１３．３質量％、および
ｃ）触媒二次相、
を有する、実施形態１から１７までのいずれか記載の水素吸蔵合金であって、
ここで前記合金は、
ｉ）Ａタイプ元素から成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｂタイプ元素および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素、
例えば、
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、その他の遷移金属および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＶ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、
ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、約１．８０〜約１．９８、約１．８０〜約１．９５、または約１．８２〜約１．９３である水素吸蔵合金。
Ｅ１９：
ａ）Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相、
ｂ）吸蔵性二次相０〜約１３．３質量％、および
ｃ）触媒二次相約１〜約４０質量％、
を有する、実施形態１から１８までのいずれか記載の水素吸蔵合金であって、
ここで前記合金は、Ｙを約０．０５原子％〜約０．９８原子％含有し、かつ
前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、≧３、≧４、≧５、≧６、または≧７であるか、または前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、約３〜約１０、約３〜約９、約３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８である水素吸蔵合金。
Ｅ２０：
ａ）Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相、
ｂ）ＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相０〜約１３．３質量％、および
ｃ）ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相約１〜約４０質量％、
を有する、実施形態１から１９までのいずれか記載の水素吸蔵合金であって、
ここで前記合金は、Ｙを約０．０５原子％〜約０．９８原子％含有し、かつ
前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、≧３、≧４、≧５、≧６、または≧７であるか、または前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、約３〜約１０、約３〜約９、約３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８である水素吸蔵合金。
Ｅ２１：
ａ）Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相、
ｂ）吸蔵性二次相０〜約１３．３質量％、および
ｃ）触媒二次相約１〜約４０質量％、
を有する、実施形態１から２０までのいずれか記載の水素吸蔵合金であって、
ここで前記合金は、
ｉ）Ａタイプ元素から成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｂタイプ元素および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素、
例えば、
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、およびＹから成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、
ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、約１．８０〜約１．９８、約１．８０〜約１．９５、または約１．８２〜約１．９３である水素吸蔵合金。
Ｅ２２：
ａ）Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相、
ｂ）ＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相０〜約１３．３質量％、および
ｃ）ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相約１〜約４０質量％、
を有する、実施形態１から２１までのいずれか記載の水素吸蔵合金であって、
ここで前記合金は、
ｉ）Ａタイプ元素から成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｂタイプ元素および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素、
例えば、
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、およびＹから成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、
ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、約１．８０〜約１．９８、約１．８０〜約１．９５、または約１．８２〜約１．９３である水素吸蔵合金。
Ｅ２３：
ａ）Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相、
ｂ）ＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相０〜約１３．３質量％、および
ｃ）ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相約１〜約４０質量％、
を有する、実施形態１から２２までのいずれか記載の水素吸蔵合金であって、
ここで前記合金は、Ｙを約０．０５原子％〜約０．９８原子％含有し、
前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、≧３、≧４、≧５、≧６、または≧７であるか、または前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、約３〜約１０、約３〜約９、約３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８であり、
ここで前記合金は、
ｉ）Ａタイプ元素から成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｂタイプ元素および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素、
例えば、
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、およびＹから成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、
ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、約１．８０〜約１．９８、約１．８０〜約１．９５、または約１．８２〜約１．９３である水素吸蔵合金。
Ｅ２４：Ｙを含有する、実施形態１から２３までのいずれか記載の合金。
Ｅ２５：ＡＢ2合金であるＴｉ12.0Ｚｒ21.5Ｖ10.0Ｃｒ7.5Ｍｎ8.1Ｎｉ32.2Ｓｎ0.3Ａｌ0.4Ｃｏ8.0に対して、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、または少なくとも４０％の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能の改善、および／または
≦６０、≦５５、≦５０、≦４５、≦４０、≦３７、≦３５、≦３０、≦２５、≦２０、または≦１５Ω・ｇの、−４０℃での電荷移動抵抗（Ｒ）、および／または
≦３０、≦２５、≦１５、≦１２、≦１０．０、≦９．０、≦８．０、≦７．０、≦６．０、または≦５．０秒の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能
を示すか、または−４０℃での表面触媒性能が、約５〜約１０、約５〜約９、約５〜約８、または約５〜約７秒である、
実施形態１から２４までのいずれか記載の水素吸蔵合金。
以下、本発明のさらなる実施形態を示す。
Ｅ１：水素吸蔵合金であって、
ＡＢ2合金であるＴｉ12.0Ｚｒ21.5Ｖ10.0Ｃｒ7.5Ｍｎ8.1Ｎｉ32.2Ｓｎ0.3Ａｌ0.4Ｃｏ8.0に対して少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、または少なくとも４０％の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能の改善、
≦６０、≦５５、≦５０、≦４５、≦４０、≦３７、≦３５、≦３０、≦２５、≦２０、または≦１５Ω・ｇの、−４０℃での電荷移動抵抗（Ｒ）、および／または
≦３０、≦２５、≦２０、≦１５、≦１２、≦１０．０、≦９．０、≦８．０、≦７．０、≦６．０、または≦５．０秒の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能
を示すか、または−４０℃での表面触媒性能が、約５〜約１０、約５〜約９、約５〜約８、または約５〜約７秒である、
水素吸蔵合金。
Ｅ２：少なくとも１つの主相および少なくとも１つの二次相、例えば
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）任意で、吸蔵性二次相、例えば０〜約１３．３質量％の吸蔵性二次相、および
ｃ）触媒二次相、
を有する、実施形態１記載の水素吸蔵合金であって、
ここで前記合金は、１種以上の希土類元素を０．０５原子％〜０．９８原子％含有するか、または
前記合金は、１種以上の希土類元素を、合金を基準として約０．０５原子％〜約１０．０原子％、または１種以上の希土類元素を約０．１原子％〜約７．０原子％、約０．２原子％〜約５．０原子％、または約０．２原子％〜約２．０原子％、含有するか、または
１種以上の希土類元素を、合金を基準として約０．０５原子％、約０．１原子％、約０．１５原子％、約０．２０原子％、約０．２５原子％、約０．３０原子％、約０．３５原子％、約０．４０原子％、約０．４５原子％、約０．５０原子％、約０．５５原子％、約０．６０原子％、約０．６５原子％、約０．７０原子％、約０．７５原子％、約０．８０原子％、約０．８５原子％、約０．９０原子％、約０．９５原子％、または約０．９８原子％、およびその間の水準で含有する水素吸蔵合金。
Ｅ３：
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）吸蔵性二次相０〜約１３．３質量％、および
ｃ）触媒二次相、
を有する、実施形態１または２記載の水素吸蔵合金であって、
ここで前記合金は、
ｉ）Ａタイプ元素から成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｂタイプ元素および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素、
例えば、
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、その他の遷移金属および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＶ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、
ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、約１．８０〜約２．２０、約１．８０〜約１．９８、約１．８０〜約１．９５、または約１．８２〜約１．９３である水素吸蔵合金。
Ｅ４：
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）吸蔵性二次相、および
ｃ）触媒二次相、
を有する、実施形態１から３までのいずれか記載の水素吸蔵合金であって、
前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、≧３、≧４、≧５、≧６、または≧７であるか、または前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、約３〜約１０、約３〜約９、約３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８である水素吸蔵合金。
Ｅ５：
実施形態１から４までのいずれか記載の水素吸蔵合金であって、
ｉ）Ａタイプ元素から成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｂタイプ元素および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素、
例えば、
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、その他の遷移金属および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＶ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、
ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、約１．８０〜約２．２０である合金。
Ｅ６：ｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率が、約１．８０〜約１．９９である、実施形態３から５までのいずれか記載の水素吸蔵合金。
Ｅ７：各相の構造が異なる、実施形態２から６までのいずれか記載の合金。
Ｅ８：Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相を有するか、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相を有する、実施形態２から７までのいずれか記載の合金。
Ｅ９：Ｃ１４およびＣ１５ラーベス主相を有する、実施形態２から８までのいずれか記載の合金であって、Ｃ１４相の質量存在度が、約７０〜約９５、約８０〜約９０、または約８３〜８８であり、Ｃ１５相の存在度が、合金を基準として質量で、約２〜約２０、約３〜約１５、または約３〜１３である合金。
Ｅ１０：前記触媒二次相が、ＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造を有する、実施形態２から９までのいずれかに記載の合金。
Ｅ１１：前記触媒二次相が、Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素を含有し、かつＮｉも含有する、実施形態２から１０までのいずれか記載の合金。
Ｅ１２：前記触媒二次相が、ＴｉおよびＮｉを含有するか、またはＴｉ、ＺｒおよびＮｉを含有する、実施形態２から１１までのいずれか記載の合金。
Ｅ１３：前記触媒二次相が、Ｔｉを約１３〜約４５原子％、Ｔｉを約１５〜約３０原子％、またはＴｉを約１５〜約２５原子％含有する、実施形態２から１２までのいずれか記載の合金。
Ｅ１４：前記触媒二次相が、Ｚｒを約５〜約３０原子％、Ｚｒを約１５〜約２８原子％、またはＺｒを約２０〜約２６原子％含有する、実施形態２から１３までのいずれか記載の合金。
Ｅ１５：前記触媒二次相が、Ｎｉを約３８〜約６０原子％、Ｎｉを約４０〜約５５原子％、またはＮｉを約４５〜約５０原子％含有する、実施形態２から１４までのいずれか記載の合金。
Ｅ１６：前記触媒二次相が、Ｎｉを約４５〜４９原子％、Ｔｉを約１７〜約２２原子％、およびＺｒを約２０〜約２４原子％含有し、ここで（Ｔｉ＋Ｚｒ）は、約４１〜約４３原子％である、実施形態２から１５までのいずれか記載の合金。
Ｅ１７：前記触媒二次相が、Ｎｉを約４５〜４９原子％、Ｔｉを約１７〜約２２原子％、およびＺｒを約２０〜約２４原子％含有し、ここで（Ｔｉ＋Ｚｒ）は、約４１〜約４３原子％であり、ここでＺｒの原子％は、Ｔｉの原子％以上である、実施形態２から１６までのいずれか記載の合金。
Ｅ１８：前記触媒二次相の存在度が、≧３かつ≦４０質量％であるか、または前記触媒二次相の質量存在度が、合金を基準として質量で、約１〜約４０、約３〜約２０、または約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０である、実施形態２から１７までのいずれか記載の合金。
Ｅ１９：前記吸蔵性二次相が１種以上の希土類金属を含有する、実施形態２から１８までのいずれか記載の合金。
Ｅ２０：前記吸蔵性二次相がＮｉを含有する、実施形態２から１９までのいずれか記載の合金。
Ｅ２１：前記吸蔵性二次相が、１種以上の希土類元素およびＮｉを含有するか、または１種以上の希土類元素、ＮｉおよびＳｎを含有する、実施形態２から２０までのいずれか記載の合金。
Ｅ２２：前記吸蔵性二次相が、ＹおよびＮｉを含有するか、またはＹ、ＮｉおよびＳｎを含有する、実施形態２から２１までのいずれか記載の合金。
Ｅ２３：前記吸蔵性二次相が、１種以上の希土類元素を約１５〜約５５原子％、約２０〜約５０原子％、約２５〜約４５原子％、または約３０〜約４０原子％含有するか、または前記吸蔵性二次相は、１種以上の希土類元素を約３０〜約５０原子％、または約３０〜約４０原子％含有する、実施形態２から２２までのいずれか記載の合金。
Ｅ２４：前記吸蔵性二次相が、Ｎｉを約１５〜約５０原子％、Ｎｉを約２０〜約４０原子％、またはＮｉを約２０〜約３０原子％含有する、実施形態２から２３までのいずれか記載の合金。
Ｅ２５：前記吸蔵性二次相が、Ｓｎを約１５〜約３２原子％、Ｓｎを約１８〜約３０原子％、またはＳｎを約２０〜約２９原子％含有する、実施形態２から２４までのいずれか記載の合金。
Ｅ２６：記吸蔵性二次相が、Ｙを約３２〜約３８原子％、Ｎｉを約２１〜約２７原子％、かつＳｎを約２０〜約２５原子％含有する、実施形態２から２５までのいずれか記載の合金。
Ｅ２７：前記吸蔵性二次相の存在度が、＞０かつ≦１３．３質量％であるか、または合金を基準として質量で、約０．１〜約１０、約０．１〜約７、または約０．１〜約５、または約０．５、約０．８、約１．１、約１．４、約１．７、約２．０、または約２．３、およびその間の水準である、実施形態２から２６までのいずれか記載の合金。
Ｅ２８：合金を基準として、ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相を約２質量％〜約１０質量％、約３質量％〜約９質量％、または約３質量％〜約８質量％、ならびにＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相を０〜約２質量％、約０．０１質量％〜約１．５質量％、または約０．０５質量％〜約１．３質量％含有する、実施形態１から２７までのいずれか記載の合金。
Ｅ２９：合金を基準として、１種以上の希土類元素を約０．０５原子％〜約１０．０原子％、または１種以上の希土類元素を約０．１原子％〜約７．０原子％、約０．２原子％〜約５．０原子％、または約０．２原子％〜約２．０原子％、含有する、実施形態１から２８までのいずれか記載の合金。
Ｅ３０：
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、ＳｉおよびＣｏから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、およびその他の遷移金属から成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、およびＡｌから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏおよび１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、ＣｏおよびＹを含有する、
実施形態１から２９までのいずれか記載の合金。
Ｅ３１：Ｙを含有する、実施形態１から３０までのいずれか記載の合金。
Ｅ３２：
Ｔｉを約０．１〜約６０％、Ｚｒを約０．１〜約４０％、０＜Ｖ＜６０％、Ｃｒを０〜約５６％、Ｍｎを約５〜約２２％、Ｎｉを約０．１〜約５７％、Ｓｎを約０．１〜約３％、Ａｌを約０．１〜約１０％、Ｃｏを約０．１〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．１〜約１０％含有するか、または
Ｔｉを約５〜約１５％、Ｚｒを約１８〜約２９％、Ｖを約３．０〜約１３％、Ｃｒを約１〜約１０％、Ｍｎを約６〜約１８％、Ｎｉを約２９〜約４１％、Ｓｎを約０．１〜約１％、Ａｌを約０．１〜約０．７％、Ｃｏを約２〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約５％含有するか、または
Ｔｉを約１１％〜約１３％、Ｚｒを約２１〜約２３％、Ｖを約９〜約１１％、Ｃｒを約６〜約９％、Ｍｎを約６〜約８％、Ｎｉを約３１〜約３４％、Ｓｎを約０．２〜約０．４％、Ａｌを約０．３〜約０．６％、Ｃｏを約２〜約８％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約２．０％含有し、
ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい、
実施形態１から３１までのいずれか記載の合金。
以下、本発明のさらなる実施形態を示す。
Ｅ１：水素吸蔵合金、例えば改善された低温電気化学特性を有する水素吸蔵合金であって、少なくとも１つの主相および少なくとも１つの二次相、例えば
ａ）少なくとも１つの主相、
ｂ）任意で、吸蔵性二次相、例えば０〜約１３．３質量％の吸蔵性二次相、および
ｃ）触媒二次相、
を有し、
ここで前記合金は、
ｉ）Ａタイプ元素から成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｂタイプ元素および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素、
例えば
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、その他の遷移金属および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有するか、または
ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＶ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
を含有し、
ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率が、約１．８０〜約１．９８、約１．８０〜約１．９５、または約１．８２〜約１．９３、または約１．８０、約１．８１、約１．８２、約１．８３、約１．８４、約１．８５、約１．８６、約１．８７、約１．８８、約１．８９、約１．９０、約１．９１、約１．９２、約１．９３、約１．９４、約１．９５、約１．９７、または約１．９８である水素吸蔵合金。
Ｅ２：ｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率が、約１．８０〜約１．９５である、実施形態１記載の合金。
Ｅ３：Ｃ１４およびＣ１５ラーベス主相を有する、実施形態１記載の合金であって、Ｃ１４相の質量存在度が、約７０〜約９５、約８０〜約９０、または約８３〜８８であり、Ｃ１５相の存在度が、合金を基準として質量で、約２〜約２０、約３〜約１５、または約３〜１３である合金。
Ｅ４：ＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造を有する触媒二次相を有する、実施形態１から３までのいずれか記載の合金。
Ｅ５：前記触媒二次相が、Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素を含有し、かつＮｉも含有する、実施形態１から４までのいずれか記載の合金。
Ｅ６：触媒二次相が、Ｔｉを約１３〜約４５原子％、Ｔｉを約１５〜約３０原子％、またはＴｉを約１５〜約２５原子％、Ｚｒを約５〜約３０原子％、Ｚｒを約１５〜約２８原子％、またはＺｒを約２０〜約２６原子％、およびＮｉを約３８〜約６０原子％、Ｎｉを約４０〜約５５原子％、またはＮｉを約４５〜約５０原子％含有する、実施形態１から５までのいずれか記載の合金。
Ｅ７：前記触媒二次相の存在度が、≧３かつ≦４０質量％であるか、または前記触媒二次相の質量存在度が、合金を基準として質量で、約１〜約４０、約３〜約２０、または約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０である、実施形態１から６までのいずれか記載の合金。
Ｅ８：前記吸蔵性二次相の質量存在度が、＞０かつ≦１３．３であるか、または約０．１〜約１３．３、約０．１〜約５であるか、または合金を基準として質量で、約０．５、約０．８、約１．１、約１．４、約１．７、約２．０、または約２．３、およびその間の水準である、実施形態１から７までのいずれか記載の合金。
Ｅ９：１種以上の希土類元素およびＮｉを含有するか、または１種以上の希土類元素、ＮｉおよびＳｎを含有する吸蔵性二次相を有する、実施形態１から８までのいずれか記載の合金。
Ｅ１０：１種以上の希土類元素を約１５〜約５５原子％、約２０〜約５０原子％、約２５〜約４５原子％、または約３０〜約４０原子％含有する吸蔵性二次相を有するか、または１種以上の希土類元素を約３０〜約５０原子％、または約３０〜約４０原子％含有し、かつＮｉを約１５〜約５０原子％、Ｎｉを約２０〜約４０原子％、またはＮｉを約２０〜約３０原子％含有する吸蔵性二次相を有する、実施形態１から９までのいずれか記載の合金。
Ｅ１１：Ｓｎを約１５〜約３２原子％、Ｓｎを約１８〜約３０原子％、またはＳｎを約２０〜約２９原子％含有する吸蔵性二次相を有する、実施形態１から１０までのいずれか記載の合金。
Ｅ１２：Ｙを約３２〜約３８原子％、Ｎｉを約２１〜約２７原子％、およびＳｎを約２０〜約２８原子％含有する吸蔵性二次相を有する、実施形態１から１１までのいずれか記載の合金。
Ｅ１３：ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相を約２質量％〜約１０質量％、ならびにＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相を約０．０１〜約２質量％含有する、実施形態１から１２までのいずれか記載の合金。
Ｅ１４：前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率は、≧３、≧４、≧５、≧６、または≧７であるか、または約３〜約１０、約３〜約９、約３〜約８、約４〜約１０、４〜約９、または４〜約８である、実施形態１から１３までのいずれか記載の合金。
Ｅ１５：Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、ＳｉおよびＣｏから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、およびその他の遷移金属から成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、およびＡｌから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏおよび１種以上の希土類元素を含有するか、または
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、ＣｏおよびＹを含有する、
実施形態１から１４までのいずれか記載の合金。
Ｅ１６：Ｔｉを約０．１〜約６０％、Ｚｒを約０．１〜約４０％、０＜Ｖ＜６０％、Ｃｒを０〜約５６％、Ｍｎを約５〜約２２％、Ｎｉを約０．１〜約５７％、Ｓｎを０．１〜約３％、Ａｌを約０．１〜約１０％、Ｃｏを約０．１〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．１〜約１０％含有する、ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい、実施形態１から１５までのいずれか記載の合金。
Ｅ１７：Ｙを含有する、実施形態１から１６までのいずれか記載の合金。
Ｅ１８：ＡＢ2合金であるＴｉ12.0Ｚｒ21.5Ｖ10.0Ｃｒ7.5Ｍｎ8.1Ｎｉ32.2Ｓｎ0.3Ａｌ0.4Ｃｏ8.0に対して少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、または少なくとも４０％の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能の改善、
≦６０、≦５５、≦５０、≦４５、≦４０、≦３７、≦３５、≦３０、≦２５、≦２０、または≦１５Ω・ｇの、−４０℃での電荷移動抵抗、および／または
≦３０、≦２５、≦２０、≦１５、≦１２、≦１０．０、≦９．０、≦８．０、≦７．０、≦６．０、または≦５．０秒の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能、
を示すか、または−４０℃での表面触媒性能が、約５〜約１０、約５〜約９、約５〜約８、または約５〜約７秒である、
水素吸蔵合金。
以下は、実施形態のさらなる一式である。
Ｅ１：先に言及した実施形態のいずれか（先の４セットの実施形態のいずれかの実施形態）記載の水素吸蔵合金を含有する、金属水素化物電池、固体水素吸蔵媒体、アルカリ燃料電池、または金属水素化物空気電池。
Ｅ２：水素を可逆的に貯蔵および放出可能な少なくとも１つのアノード、可逆的酸化が可能な少なくとも１つのカソード、アノードおよびカソードが内部に配置されるケーシング、カソードとアノードを分離するセパレータ、ならびにアノードとカソードの両方と接触する電解質を有する金属水素化物電池であって、ここでアノードは、先の４セットの実施形態のいずれかの実施形態に記載の水素吸蔵合金を含有する金属水素化物電池。
Ｅ３：少なくとも１つの水素電極、少なくとも１つの酸素電極、および少なくとも１つのガス拡散材料を有するアルカリ燃料電池であって、前記水素電極が、先の４セットの実施形態のいずれかの実施形態に記載の水素吸蔵合金を含有するアルカリ燃料電池。
Ｅ４：少なくとも１つの空気透過性カソード、少なくとも１つのアノード、少なくとも１つの空気取り入れ部、ならびにアノードおよびカソードの両方と接触する電解質を有する金属水素化物空気電池であって、ここで前記アノードが、先の４セットの実施形態のいずれかの実施形態に記載の水素吸蔵合金を含有する金属水素化物空気電池。
Ｅ５：金属水素化物電池、燃料電池、または金属水素化物空気電池における、先の４セットの実施形態のいずれかの実施形態に記載の合金の使用。
Ｅ６：水素吸蔵媒体としての、先の４セットの実施形態のいずれかの実施形態に記載の合金の使用。
例１：Ｙで改質されたＴｉ−Ｚｒ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｃｏ合金
連続的なアルゴン流のもと、消耗品では無いタングステン電極および水冷式銅トレーを用いて、アーク溶融を行う。各回を実施する前に、チタンの犠牲片を、何回かの溶融／冷却サイクルに通し、系内における残留酸素濃度を低下させる。１２ｇのインゴットをそれぞれ再度溶解させ、化学組成の均一性を保証するために、数回裏返す。各試料の化学組成は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）システムのVarian LIBERTY 100を用いて試験する。ＡＣインピーダンス測定は、SOLARTRON 1250という周波数特性分析機を用いて、振幅１０ｍＶのサイン波および１０ｍＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数で行う。測定に先立ち電極を、Ｃ／１０の速度でSOLARTRON 1470 Cell Test galvanostatを用いて１つの完全な充電／放電サイクルにかけ、それから１００％の充電状態（ＳＯＣ）に充電し、引き続き８０％（ＳＯＣ）に放電し、最後に−４０℃に冷却する。さらに２回のサイクルを、室温および−４０℃で行い、ＡＣインピーダンス測定を繰り返す。
以下の合金を設計したのだが、その値は原子パーセントで記載されている。
Figure 2018511696
設計された合金は、ＩＣＰで測定して、以下のような実際の原子パーセンテージを有する。
Figure 2018511696
合金６〜１０は、本発明によるものである。合金０〜５は、比較用である。比較例の合金は、K. Youngら、Journal of Alloys and Compounds, "Electrochemical Performance of AB2 Metal Hydride Alloys Measured at -40℃" (2013), Elsevier, 580 (2013) p.349-p.352で論じられている。
ｉｉ）／ｉ）の比率は、（Ｖ−Ｃｒ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｃｏ−Ｙ）／（Ｔｉ−Ｚｒ）の原子比率である。
溶融の間の蒸発によるＭｎ損失は、Ｙを有する合金を製造するに際して、顕著である。この合金の製造は、インゴット均一性を達成するために、より多くの出力を必要とする。
電気化学的な結果は、以下の通りである。
Figure 2018511696
ＲＴは、室温である。Ｒは、電荷移動抵抗（Ω・ｇ）である。Ｃは、二重層容量（ファラド／ｇ）である。ＲおよびＣの値は、ＡＣインピーダンス測定のCole-Coleプロットから算出される。
Ｙで改質された合金６〜１０は、Ｙで改質された合金１〜５に対して、また改質されていない合金（合金０）に対して、−４０℃で大いに改善されたＲ・Ｃを有することが分かる。−４０℃でより低いＲ・Ｃ値が望ましい。例えば、合金８について−４０℃でのＲ・Ｃ改善は、合金２に対して８１％である。
Ｃ１４およびＣ１５主相以外に、２つのさらなる相が、Philips X’PERT PROというＸ線回折装置（ＸＲＤ）によって同定される。Ｃ１４、Ｃ１５、吸蔵性二次相ＹＮｉ、および触媒二次ＴｉＮｉ相の存在度を、以下に示す（ＸＲＤ、ソフトウェアのJADE 9により分析）。
存在度は、全合金を基準とした質量％である。
Figure 2018511696
「ｎｄ」という用語は、「検出不能」または「検出限界未満」を意味する。
エネルギー分散型分光器（ＥＤＳ）を備える走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）であるJEOL-JSM6320Fを、相分布および相応する組成を研究するために使用する。ＴｉＮｉ相の結晶構造は、一般的にＴｉよりもＺｒを多く含有するものの、ＸＲＤによるとＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造である。上記ＴｉＮｉ相は、（Ｚｒ＋Ｔｉ）を４１〜４３原子％、Ｎｉを４５〜４９原子％、Ｔｉを１７〜２２原子％、Ｚｒを２０〜２４原子％含有する。上記ＹＮｉ相は、Ｙを３２〜３８原子％、Ｎｉを２１〜２７原子％、Ｓｎを２０〜２８原子％含有する。
例２：Ｓｃ、Ｌａ、またはミッシュメタルで改質されたＴｉ−Ｚｒ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｃｏ合金
ＹをＳｃ、Ｌａまたはミッシュメタルで置き換えて、例１を繰り返す。

Claims (20)

  1. 水素吸蔵合金であって、
    ＡＢ2合金であるＴｉ12.0Ｚｒ21.5Ｖ10.0Ｃｒ7.5Ｍｎ8.1Ｎｉ32.2Ｓｎ0.3Ａｌ0.4Ｃｏ8.0に対して少なくとも１０％の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能の改善、
    ≦６０Ω・ｇの、−４０℃での電荷移動抵抗、および／または
    ≦３０秒の、電荷移動抵抗（Ｒ）と二重層容量（Ｃ）との積として規定される−４０℃での表面触媒性能、
    を示す水素吸蔵合金。
  2. 少なくとも１つの主相、および少なくとも１つの二次相を有する水素吸蔵合金であって、ここで１つの主相または複数の主相は合計で、各二次相よりも高い質量存在度で存在し、ここで前記合金は、
    ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
    ｉｉ）Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
    を含有するか、または
    ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
    ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、その他の遷移金属および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
    を含有するか、または
    ｉ）Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素、および
    ｉｉ）Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＶ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、および希土類元素から成る群から選択される１種以上の元素
    を含有し、
    ここでｉｉ）の、ｉ）に対する原子比率は、約１．８０〜約１．９８である水素吸蔵合金。
  3. ≦３０Ω・ｇの、−４０℃での電荷移動抵抗、および／または
    ≦８．０秒の、−４０℃での表面触媒性能
    を示す、請求項１または２記載の合金。
  4. ａ）少なくとも１つの主相、
    ｂ）吸蔵性二次相、および
    ｃ）触媒二次相
    を有し、ここで前記触媒二次相の、前記吸蔵性二次相に対する質量比率が≧３である、請求項１または２記載の合金。
  5. ａ）少なくとも１つの主相、
    ｂ）任意で、吸蔵性二次相、および
    ｃ）触媒二次相、
    を有し、ここで前記合金は、１種以上の希土類元素を０．０５原子％〜０．９８原子％含有し、かつ１つの主相または複数の主相は合計で、各二次相よりも高い質量存在度で存在する、請求項１または２記載の合金。
  6. Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相を有するか、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相を有する、請求項４記載の合金。
  7. ＴｉＮｉ（Ｂ２）結晶構造を有する触媒二次相を有する、請求項４記載の合金。
  8. 前記触媒二次相が、Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＨｆから成る群から選択される１種以上の元素を含有し、かつＮｉも含有する、請求項４記載の合金。
  9. 前記触媒二次相の存在度が、≧３かつ≦４０質量％である、請求項４記載の合金。
  10. 前記吸蔵性二次相が１種以上の希土類元素、および／またはＮｉを含有する、請求項４記載の合金。
  11. 前記吸蔵性二次相が１種以上の希土類元素、ＮｉおよびＳｎを含有する、請求項４記載の合金。
  12. ＞０かつ≦１３．３質量％の存在度を有する吸蔵性二次相を有する、請求項４記載の合金。
  13. 前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が≧４である、請求項４記載の合金。
  14. ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相を約２質量％〜約１０質量％、ならびにＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相を約０．０１質量％〜約１．５質量％含有する、請求項４記載の合金。
  15. １種以上の希土類元素を約０．１〜約１０原子％含有する、請求項１または２記載の合金。
  16. Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
    Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
    Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ、および１種以上の希土類元素を含有するか、または
    Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、ＳｉおよびＣｏから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
    Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、ならびにＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、およびその他の遷移金属から成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
    Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、１種以上の希土類元素、ならびにＣｒ、Ｍｎ、およびＡｌから成る群から選択される１種以上の元素を含有するか、または
    Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏおよび１種以上の希土類元素を含有するか、または
    Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ａｌ、ＣｏおよびＹを含有する、
    請求項１または２記載の合金。
  17. Ｔｉを約０．１〜約６０％、Ｚｒを約０．１〜約４０％、０＜Ｖ＜６０％、Ｃｒを０〜約５６％、Ｍｎを約５〜約２２％、Ｎｉを約０．１〜約５７％、Ｓｎを約０．１〜約３％、Ａｌを約０．１〜約１０％、Ｃｏを約０．１〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．１〜約１０％含有するか、または
    Ｔｉを約５〜約１５％、Ｚｒを約１８〜約２９％、Ｖを約３．０〜約１３％、Ｃｒを約１〜約１０％、Ｍｎを約６〜約１８％、Ｎｉを約２９〜約４１％、Ｓｎを約０．１〜約１％、Ａｌを約０．１〜約０．７％、Ｃｏを約２〜約１１％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約５％含有するか、または
    Ｔｉを約１１％〜約１３％、Ｚｒを約２１〜約２３％、Ｖを約９〜約１１％、Ｃｒを約６〜約９％、Ｍｎを約６〜約８％、Ｎｉを約３１〜約３４％、Ｓｎを約０．２〜約０．４％、Ａｌを約０．３〜約０．６％、Ｃｏを約２〜約８％、および１種以上の希土類元素を約０．２〜約２．０％含有し、
    ここでパーセントは原子％であり、合計で１００％に等しい、請求項１または２記載の合金。
  18. Ｙを含有する、請求項１または２記載の合金。
  19. ａ）Ｃ１４もしくはＣ１５ラーベス主相、またはＣ１４およびＣ１５ラーベス主相、
    ｂ）ＹおよびＮｉを含有する吸蔵性二次相約０．１〜約１３．３質量％、および
    ｃ）ＴｉおよびＮｉを含有する触媒二次相約１〜約４０質量％、
    を有し、ここで前記触媒二次相の存在度の、前記吸蔵性二次相の存在度に対する質量比率が、≧３である、請求項１または２記載の水素吸蔵合金。
  20. 請求項１または２記載の水素吸蔵合金を含有する、金属水素化物電池、固体水素吸蔵媒体、アルカリ燃料電池、または金属水素化物空気電池。
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