KR101441498B1 - Low cost AB5 alloy for hydrogen storage and the preparation method thereof - Google Patents

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KR101441498B1 KR1020130161545A KR20130161545A KR101441498B1 KR 101441498 B1 KR101441498 B1 KR 101441498B1 KR 1020130161545 A KR1020130161545 A KR 1020130161545A KR 20130161545 A KR20130161545 A KR 20130161545A KR 101441498 B1 KR101441498 B1 KR 101441498B1
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hydrogen storage
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hydrogen
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권한중
김지웅
노기민
조성욱
유정현
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한국지질자원연구원
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Abstract

The present invention relate to an AB5 based alloy to store hydrogen and a preparation method thereof. More specifically, the AB5 based alloy to store hydrogen contains a metal group (A) including lanthanum (La), cerium (Ce), neodymium (Nd) and praseodymium (Pr); and a metal group (B) including nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn) and aluminum (Al). The content of neodymium (Nd) and cobalt (Co) is 0.01 wt% or less.

Description

저비용 AB5계 수소저장용 합금 및 이의 제조방법{Low cost AB5 alloy for hydrogen storage and the preparation method thereof} TECHNICAL FIELD The present invention relates to a low-cost AB5 alloy for hydrogen storage and a method for manufacturing the same,

본 발명은 저비용 AB5계 수소저장용 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a low-cost AB 5 -type hydrogen storage alloy and a method of manufacturing the same.

최근 환경문제의 해결과 화석연료의 대체를 위해 수소 활용의 필요성이 대두되면서 수소 연료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그런데 수소는 상온의 대기압 상태에서 기체로 존재하기 때문에 체적당 에너지밀도가 낮고 운반 및 저장이 불편할 뿐 아니라 안전성이 떨어진다.Recently, as the need to utilize hydrogen for solving environmental problems and substituting fossil fuels has emerged, researches on hydrogen fuel have been actively carried out. However, since hydrogen exists as a gas at atmospheric pressure at room temperature, it has low energy density per volume, is inconvenient in transportation and storage, and is not safe.

이러한 수소의 저장 방법으로는 수소 기체를 압축시켜 저장하는 방법, 액체화시켜 저장하는 방법 또는 수소저장용 합금을 이용한 방법 등이 알려져 있다. Examples of such hydrogen storage methods include a method of compressing and storing hydrogen gas, a method of storing liquid, and a method of using hydrogen storage alloy.

이중, 수소저장용 합금을 이용한 방법은 수소와 가역적으로 반응하여 금속수소화물을 형성하는 합금을 이용하는 것으로, 수소의 흡수 및 방출 특성을 이용하여 수소를 저장하고 방출하는데 사용한다. 수소저장용 합금의 수소 흡수 및 방출 특성은 일정 온도에서 수소 압력에 따른 금속 내의 평형 수소 농도를 나타내는 압력-조성 등온 곡선(Pressure-Composition curve)으로 나타내지며, 이 곡선에서 금속 내의 수소 농도가 증가하더라도 평형 수소 압력이 변하지 않고 일정하게 유지되는 영역을 평탄영역이라 하고, 이때의 평형 수소 압력을 평탄압이라고 한다. 평탄압은 수소를 저장하거나 다시 방출시켜 사용할 때 중요한 것으로 수소 저장을 위한 수소 압력과 방출시 수소 압력을 결정해준다. Among these, hydrogen storage alloys are used for storing and releasing hydrogen by utilizing the absorption and release characteristics of hydrogen by using an alloy which reversibly reacts with hydrogen to form metal hydrides. The hydrogen absorption and release characteristics of a hydrogen storage alloy are represented by a pressure-composition isotherm curve showing the equilibrium hydrogen concentration in the metal according to the hydrogen pressure at a certain temperature. Even if the hydrogen concentration in the metal increases in this curve The area where the equilibrium hydrogen pressure is kept constant without changing is called the flat zone, and the equilibrium hydrogen pressure at this time is called the equilibrium pressure. Peak pressure is important when storing or releasing hydrogen, which determines the hydrogen pressure for hydrogen storage and the hydrogen pressure at discharge.

수소저장용 합금의 특성 중 위에서 언급한 평탄압은 수소를 저장하거나 사용할 때 중요한 특성이 된다. 만약 수소저장용 합금의 평탄압이 너무 높게 되면 수소를 수소저장용 합금에 저장할 때 필요한 수소 압력이 커 수소 저장이 용이하지 않다. 수소저장용 합금 중 AB5계 수소저장용 합금의 경우 최초로 개발된 LaNi5 합금은 평탄압이 40 ℃에서 30 기압으로 커 수소저장이 어렵기 때문에 다른 원소를 첨가하여 평탄압이 낮은 합금을 개발하기 위한 연구가 진행되어 왔다. 이 연구들은 주로 수소저장용 합금의 평탄압은 합금의 격자 부피에 따라 단조 감소한다는 사실에 기초해서 격자 부피를 증가시킬 수 있는 원소를 첨가하는 방식을 사용하였다. 이에 현재 상용으로 판매되고 있는 수소저장용 합금은 8가지 원소가 포함된 합금인 (La,Ce,Nd,Pr)(Ni,Co,Mn,Al)5이다. 하지만 상용 합금 중 포함되어 있는 Nd와 Co는 고가여서 일반적으로 AB5계 수소저장용 합금의 가격의 높은 실정이다. Among the characteristics of the hydrogen storage alloy, the above-mentioned flat pressure is an important characteristic when storing or using hydrogen. If the equilibrium pressure of the hydrogen storage alloy is too high, the hydrogen pressure required to store the hydrogen in the hydrogen storage alloy is too large to store the hydrogen. To develop a hydrogen storage alloy of the AB 5 type for the hydrogen storage alloy for an LaNi 5 alloy developed for the first time is flat suppressed low oppression flat by the addition of other elements, this alloy at 40 ℃ increased to 30 atmospheric pressure, because the hydrogen storage is difficult for Research has been carried out. These studies mainly use the method of adding elements capable of increasing the lattice volume based on the fact that the flat pressure of the hydrogen storage alloy decreases monotonously according to the lattice volume of the alloy. The alloys for hydrogen storage, which are sold commercially are eight kinds of elements the alloy containing the (La, Ce, Nd, Pr ) (Ni, Co, Mn, Al) 5. However, Nd and Co contained in commercially available alloys are expensive, and therefore, the price of AB 5 alloy hydrogen storage alloy is generally high.

이와 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0116477호(2010.11.01. 공개)에 개시되어 있는 Ti-V-Cr-Mn-Mg계 합금 및 그 제조방법이 있다.
The prior art related to this is Ti-V-Cr-Mn-Mg based alloy disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0116477 (published on November 11, 2010) and a method for producing the same.

따라서, 본 발명은 목표 평탄압에 맞는 조성을 예측하는 방법을 고안하여 고가인 네오디뮴(Nd) 및 코발트(Co) 함량은 낮고 저가인 망간(Mn)의 함량이 높은 저비용의 AB5계 수소저장용 합금 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다. Therefore, the present invention has devised a method for predicting a composition suitable for a target flat pressure, and has found that a low-cost AB 5 -type hydrogen storage alloy (Nd) and a cobalt (Co) And a method for producing the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 란타넘(La), 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd) 및 프라세오디뮴(Pr)을 포함하는 금속군(A) 및 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 금속군(B)을 포함하고, 상기 네오디뮴(Nd) 및 코발트(Co)의 함량은 0.01 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 AB5계 수소저장용 합금을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device comprising a metal group A including lanthanum (La), cerium (Ce), neodymium (Nd) and praseodymium (Pr) (Mn) and the content of aluminum (Al) containing metal group (B), and including the neodymium (Nd), and cobalt (Co) provides the AB 5 type alloy for hydrogen storage, characterized in that more than 0.01% by weight do.

이때, 상기 AB5계 수소저장용 합금은 (Laa, Ceb, Ndc, Prd)(Nix, Coy, Mnz, Alw)(여기서, a, b, c, d, x, y, z 및 w는 몰비율이고, a, b, c 및 d의 합은 1이며, x, y, z 및 w의 합은 5이다)의 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 AB5계 수소저장용 합금을 제공한다. The AB 5 -type hydrogen storage alloy may be any one of (La a , Ce b , Nd c , Pr d ) (Ni x , Co y , Mn z , Al w ) and y, z and w is a molar ratio, a, b, c, and a is 1, the sum of d, x, y, z and the sum of w is 5) alloy AB 5 type hydrogen storage, characterized in that a composition of .

상기 망간(Mn)의 함량은 2.70 - 5.40 중량%인 것을 특징으로 하고, 상기 네오디뮴(Nd)의 함량은 0.01 중량% 이하인 것을 특징으로 한다. The content of manganese (Mn) is 2.70-5.40 wt%, and the content of neodymium (Nd) is 0.01 wt% or less.

상기 AB5계 수소저장용 합금의 평탄압은 0.001 내지 1MPa인 것을 특징으로 한다. The flat pressure of the AB 5 -type hydrogen storage alloy is 0.001 to 1 MPa.

또한, 본 발명은 란타넘(La) 22.80 - 27.06 중량%, 세륨(Ce) 4.83 - 7.80 중량%, 네오디뮴(Nd) 0.01 중량% 이하, 프라세오디뮴(Pr) 0.90 - 0.95 중량%, 니켈(Ni) 61.50 - 62.80 중량%, 코발트(Co) 0.01 중량% 이하, 망간(Mn) 2.74 - 5.40 중량% 및 알루미늄(Al) 1.60 - 1.62 중량%로 칭량하는 단계; 및 상기 금속들을 아크 용해법 또는 고주파 용해법으로 용융시키고 냉각시켜 합금을 제조하는 단계를 포함하는 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a honeycomb structure, comprising the steps of: 22.80 - 27.06% by weight of lanthanum (La), 4.83-780% by weight of cerium, 0.01% by weight or less of neodymium (Nd), 0.90-0.95% by weight of praseodymium (Pr) By weight of cobalt (Co), not more than 0.01 wt% of cobalt, 2.74 to 5.40 wt% of manganese (Mn) and 1.60 to 1.62 wt% of aluminum (Al) And it provides a method of producing AB 5 type hydrogen storage alloy comprising the steps of producing an alloy by melting and cooling of the metal by arc melting or high frequency melting method.

이때, 상기 아크 용해법과 고주파 용해법은 용해 중 산화를 방지하기 위해 Ar 또는 진공 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 한다. At this time, the arc melting method and the high frequency melting method are performed in an Ar or vacuum atmosphere to prevent oxidation during dissolution.

또한, 본 발명은 목표 평탄압을 갖는 AB5계 수소저장용 합금에서 하기 수학식 1의 원자 반경 인자를 측정하는 단계; 및 상기 원자 반경 인자와 근사값을 갖는 AB5계 수소저장용 합금을 설계하고 제조하는 단계를 포함하는 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법을 제공한다:Further, the present invention provides a method for producing a hydrogen storage alloy, comprising the steps of: measuring an atomic radius factor of the following formula (1) in an AB 5 -type hydrogen storage alloy having a target flat pressure; And it provides a method of producing AB 5 type hydrogen storage alloy comprising the step of designing and producing the AB 5 type hydrogen storage alloy having the atomic radius and approximate factor:

[수학식 1][Equation 1]

원자 반경 인자(ARF, atomic radius factor)= (a×La의 원자 반경) + (b×Ce의 원자 반경) + (c×Nd의 원자 반경) + (d×Pr의 원자 반경) + (x×Ni의 원자 반경) + (y×Co의 원자 반경) + (z×Mn의 원자 반경) + (w×Al의 원자 반경)Atomic radius factor (ARF) = (atomic radius of a × La) + (atomic radius of b × Ce) + (atomic radius of c × Nd) + (atomic radius of d × Pr) (Atomic radius of Ni) + (atomic radius of y x Co) + (atomic radius of z x Mn) + (atomic radius of w x Al)

여기서, a, b, c, d, x, y, z 및 w는 몰비율이다.Where a, b, c, d, x, y, z and w are molar ratios.

상기 목표 평탄압은 0.001 내지 1 MPa 범위인 것을 특징으로 하고, 상기 근사값은 오차범위가 ±0.5인 것을 특징으로 한다.
The target flat pressure is in the range of 0.001 to 1 MPa, and the approximate value is characterized by an error range of +/- 0.5.

본 발명에 따르면, 목표 평탄압에 맞는 조성을 예측할 수 있는 방법을 이용하여 목표 평탄압에 적합한 수소저장용 합금을 저비용으로 제조할 수 있으며, 특히 단가가 비싼 네오디뮴(Nd) 및 코발트(Co)를 제외하고 저가 원소인 망간(Mn) 함량을 높인 수소저장용 합금을 제조할 수 있다.
According to the present invention, a hydrogen storage alloy suitable for a target flat pressure can be manufactured at a low cost by using a method capable of predicting a composition suitable for a target flat pressure, and particularly, (Mn) content, which is a low-cost element, can be produced.

도 1은 본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 제일원리 계산 수행시 사용된 격자 모델을 나타낸 그림이다.
도 3은 조성 1에서 12까지의 합금의 XRD 결과이다.
도 4는 조성 1에서 12까지의 압력-조성 그래프이다.
도 5는 표 3의 원자 반경 인자와 도 4의 평탄압 간의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 상용합금, 실시예 1 및 2의 합금의 XRD 결과이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 1, 2 및 상용합금의 등온에서의 압력-조성 그래프이다.
1 is a flowchart showing a method for producing an AB 5 -type hydrogen storage alloy according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a grid model used in the first principle calculation.
Figure 3 shows the XRD results of the alloys of compositions 1 to 12.
4 is a pressure-composition graph of compositions 1 to 12;
5 is a graph showing the relationship between the atomic radial factor of Table 3 and the flat pressure of FIG.
6 shows the XRD results of the commercial alloy, the alloys of Examples 1 and 2. Fig.
7 is a pressure-composition graph of Examples 1 and 2 and a commercial alloy at isothermal temperature according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving it will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

본 발명은 란타넘(La), 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd) 및 프라세오디뮴(Pr)을 포함하는 금속군(A) 및 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 금속군(B)을 포함하고, The present invention relates to a metal group (A) containing lanthanum (La), cerium (Ce), neodymium (Nd) and praseodymium (Pr), and a group of metals including nickel, cobalt, manganese And a metal group (B)

상기 네오디뮴(Nd) 및 코발트(Co)의 함량은 0.01 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 AB5계 수소저장용 합금을 제공한다.The amount of the neodymium (Nd), and cobalt (Co) provides an AB 5 type alloy for hydrogen storage, characterized in that more than 0.01% by weight.

본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금은 목표 평탄압에 맞는 조성을 예측할 수 있는 방법을 이용하여 목표 평탄압에 적합한 수소저장용 합금을 저비용으로 제조할 수 있으며, 특히 고가의 네오디뮴(Nd) 및 코발트(Co) 금속을 제외하고 망간(Mn) 함량을 높인 수소저장용 합금을 제조할 수 있다. The AB 5 alloy hydrogen storage alloy according to the present invention can be manufactured at a low cost by using a method for predicting the composition suitable for the target flat pressure, It is possible to produce an alloy for hydrogen storage with an increased content of manganese (Mn) other than cobalt (Co) metal.

본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금은 (Laa, Ceb, Ndc, Prd)(Nix, Coy, Mnz, Alw)의 조성을 가지며, 여기서, a, b, c, d, x, y, z 및 w는 몰비율이고, a, b, c 및 d의 합은 1이며, x, y, z 및 w의 합은 5이다. 수소저장용 합금으로 사용되고 있는 대표적인 금속간 화합물은 AB5, AB2, A2B, AB 등이 있는데, 본 발명에 따른 수소저장용 합금은 AB5계이다. 여기서 A는 수소화물을 안정하게 형성하는 금속으로 La, Ce, Nd 및 Pr 등과 같은 희토류 금속이고, B는 수소화물을 형성하지 않는 금속으로 Ni, Co, Mn 및 Al 등의 전이금속이다. 본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금은 첨가 원소에 따라 수소 흡·방출 조건을 다양하게 조절할 수 있는 특징이 있다. The AB 5 -type hydrogen storage alloy according to the present invention has a composition of (La a , Ce b , Nd c and Pr d ) (Ni x , Co y , Mn z and Al w ) d, x, y, z and w are molar ratios, and the sum of a, b, c and d is 1 and the sum of x, y, z and w is 5. Representative intermetallic compounds used as the hydrogen storage alloy include AB 5 , AB 2 , A 2 B, and AB. The hydrogen storage alloy according to the present invention is an AB 5 system. A is a rare earth metal such as La, Ce, Nd and Pr, and B is a metal which does not form a hydride. It is a transition metal such as Ni, Co, Mn and Al. The AB 5 -type hydrogen storage alloy according to the present invention is characterized in that hydrogen absorption and release conditions can be variously controlled according to the added elements.

본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금에서 상기 망간(Mn)의 함량은 2.70 - 5.40 중량%인 것을 특징으로 한다. 상기 망간의 함량이 2.70 중량% 미만인 경우에는 수소저장용 합금 내 고가 원소인 Co 함량이 높아져 합금 가격이 비싸지는 문제가 있고, 5.40 중량%를 초과하는 경우에는 합금의 격자 부피가 커져 평탄압이 0.0001MPa 이하로 너무 낮아지는 문제가 있다.In the AB 5 -type hydrogen storage alloy according to the present invention, the content of manganese (Mn) is 2.70-5.40 wt%. When the content of manganese is less than 2.70 wt%, there is a problem that the amount of Co, which is a high-priced element in the hydrogen-storing alloy, increases and the price of the alloy becomes high. When the content of manganese exceeds 5.40 wt%, the lattice volume of the alloy becomes large, Or less.

또한, 상기 네오디뮴(Nd)의 함량은 0.01 중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 네오디뮴 역시 코발트와 마찬가지로 고가이므로 함량을 최소화하여 합금의 제조원가를 크게 줄일 수 있다. The content of neodymium (Nd) is preferably 0.01 wt% or less. Since neodymium is also expensive as cobalt, the amount of neodymium can be minimized and the manufacturing cost of the alloy can be greatly reduced.

본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금은 수소 저장 및 방출시의 수소 압력인 평탄압의 범위가 0.001 내지 1 MPa이다. 수소저장용 합금 내의 수소 농도가 증가하더라도 수소 압력이 변동되지 않고 일정하게 유지되는 영역을 평탄 영역이라 하고, 이때의 평형 수소 압력을 평탄압(plateau pressure)이라고 한다. 평탄압은 수소 저장 합금에 수소를 저장하거나 방출시의 수소 압력을 결정할 수 있다. 수소저장을 위한 목적으로 사용되는 합금에서의 평탄압은 합금을 사용하는 용도에 따라 조절될 수 있으며, 만약 대용량의 수소 저장이 필요한 목적으로 합금을 사용하는 경우에는 평탄압이 낮은 것이 적절하고, 소용량으로 빠르게 수소를 사용해야 하는 경우에는 평탄압이 높은 것이 적절하다. The AB 5 -type hydrogen storage alloy according to the present invention has a range of 0.001 to 1 MPa, which is a hydrogen pressure during hydrogen storage and discharge. The region where the hydrogen pressure remains unchanged and remains constant even if the hydrogen concentration in the hydrogen storage alloy increases is referred to as a flat region, and the equilibrium hydrogen pressure at this time is referred to as plateau pressure. Peak pressure can store hydrogen in the hydrogen storage alloy or determine the hydrogen pressure at the time of release. The flat pressure in the alloys used for hydrogen storage purposes can be adjusted according to the application of the alloy and if the alloy is used for the purpose of storing large amounts of hydrogen it is appropriate that the flat pressure is low, , It is appropriate that the flat pressure is high.

본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금에서 수소저장용 합금의 평탄압은 단위 격자 부피에 따라 감소하고, 단위 격자 부피는 합금을 구성하는 금속들의 원자 반경에 따라 증가하는 것을 발견하고, 이를 바탕으로 목표 평탄압에 맞는 합금 조성을 예측할 수 있다. 목표 평탄압을 갖는 수소저장용 합금의 조성을 예측하기 위해 추가적으로 원자 반경 인자를 도입하였으며, 이때 원자 반경 인자는 수소저장용 합금을 구성하는 각 금속들의 원자 반경과 단위 격자 내 각각의 원자의 몰비율을 곱한 후 합한 값이다(하기 수학식 1 참고).In the AB 5 -type hydrogen storage alloy according to the present invention, the flat pressure of the hydrogen storage alloy decreases with the unit lattice volume, and the unit lattice volume increases with the atomic radius of the metals constituting the alloy. , It is possible to predict the alloy composition suitable for the target flat pressure. In order to predict the composition of a hydrogen storage alloy with a target flattening pressure, an atomic radius factor is introduced, wherein the atomic radius factor is the ratio of the atomic radius of each metal constituting the hydrogen storage alloy to the atomic ratio of each atom in the unit cell (See Equation 1 below).

[수학식 1][Equation 1]

원자 반경 인자(ARF, atomic radius factor)= (a×La의 원자 반경) + (b×Ce의 원자 반경) + (c×Nd의 원자 반경) + (d×Pr의 원자 반경) + (x×Ni의 원자 반경) + (y×Co의 원자 반경) + (z×Mn의 원자 반경) + (w×Al의 원자 반경)
Atomic radius factor (ARF) = (atomic radius of a × La) + (atomic radius of b × Ce) + (atomic radius of c × Nd) + (atomic radius of d × Pr) (Atomic radius of Ni) + (atomic radius of y x Co) + (atomic radius of z x Mn) + (atomic radius of w x Al)

또한, 본 발명은 란타넘(La) 22.80 - 27.06 중량%, 세륨(Ce) 4.83 - 7.80 중량%, 네오디뮴(Nd) 0.01 중량% 이하, 프라세오디뮴(Pr) 0.90 - 0.95 중량%, 니켈(Ni) 61.50 - 62.80 중량%, 코발트(Co) 0.01 중량% 이하, 망간(Mn) 2.74 - 5.40 중량% 및 알루미늄(Al) 1.60 - 1.62 중량%로 칭량하는 단계; 및 The present invention also provides a method of manufacturing a honeycomb structure, comprising the steps of: 22.80 - 27.06% by weight of lanthanum (La), 4.83-780% by weight of cerium, 0.01% by weight or less of neodymium (Nd), 0.90-0.95% by weight of praseodymium (Pr) By weight of cobalt (Co), not more than 0.01 wt% of cobalt, 2.74 to 5.40 wt% of manganese (Mn) and 1.60 to 1.62 wt% of aluminum (Al) And

상기 금속들을 아크 용해법 또는 고주파 용해법으로 합금을 제조하는 단계를 포함하는 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법을 제공한다.It provides an AB 5 based method of manufacturing a hydrogen storage alloy comprising the steps of preparing an alloy of the metal by arc melting or high frequency melting method.

본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법에서 아크 용해법은 Cu, W 또는 흑연으로 만든 전극봉과 금속과의 사이에 플라즈마 아크(Plasma arc) 방전을 일으켜 금속을 용융시키며, 금속의 증발을 방지하기 위해 아르곤 분위기에서 수행할 수 있다. 이때, Cu 몰드 속에 아크를 발생시키면 W 전극봉 선단으로부터 순차적으로 금속이 용융하여 몰드 내에 적하하는데 적하 도중에 H2, N2, Co 등의 가스가 금속으로부터 빠져나오면서 순도가 높은 잉곳을 제조할 수 있다. In the AB 5 based method of manufacturing a hydrogen storage alloy according to the present invention, the arc melting method is sikimyeo molten metal causing a plasma arc (Plasma arc) discharge between the electrode and the metal made of Cu, W, or graphite, the evaporation of the metal Can be carried out in an argon atmosphere. At this time, when an arc is generated in the Cu mold, metals are sequentially melted from the tip of the W electrode rod and dropped into the mold. H 2 , N 2 , Co and the like are released from the metal during the dropping, and the ingot having high purity can be produced.

또한, 고주파 용해법은 고주파를 이용하여 금속을 용융시키는 방법으로 고주파 유도로 챔버를 진공 처리한 후 챔버 내에 아르곤 가스를 상압으로 채우고 고주파를 이용하여 금속을 용융시킨다. In the high-frequency melting method, a high-frequency induction furnace chamber is vacuum-treated by melting a metal by using a high-frequency wave, and argon gas is filled in the chamber at normal pressure, and the metal is melted using high frequency.

상기 아크 용해법 또는 고주파 용해법으로 용융된 금속은 냉각하여 합금으로 제조한다.
The molten metal is cooled by the arc melting method or the high frequency melting method to produce an alloy.

또한, 본 발명은 목표 평탄압을 갖는 AB5계 수소저장용 합금에서 하기 수학식 1의 원자 반경 인자를 측정하는 단계; 및Further, the present invention provides a method for producing a hydrogen storage alloy, comprising the steps of: measuring an atomic radius factor of the following formula (1) in an AB 5 -type hydrogen storage alloy having a target flat pressure; And

상기 목표 평탄압을 갖는 AB5계 수소저장용 합금의 원자 반경 인자와 근사값을 갖는 AB5계 수소저장용 합금을 설계하고 제조하는 단계를 포함하는 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법을 제공한다:And designing and manufacturing an AB 5 -type hydrogen storage alloy having an approximate value of an atomic radius factor of the AB 5 -type hydrogen storage alloy having the target flat pressure, and a process for producing the AB 5 -base hydrogen storage alloy :

[수학식 1][Equation 1]

원자 반경 인자(ARF, atomic radius factor)= (a×La의 원자 반경) + (b×Ce의 원자 반경) + (c×Nd의 원자 반경) + (d×Pr의 원자 반경) + (x×Ni의 원자 반경) + (y×Co의 원자 반경) + (z×Mn의 원자 반경) + (w×Al의 원자 반경)Atomic radius factor (ARF) = (atomic radius of a × La) + (atomic radius of b × Ce) + (atomic radius of c × Nd) + (atomic radius of d × Pr) (Atomic radius of Ni) + (atomic radius of y x Co) + (atomic radius of z x Mn) + (atomic radius of w x Al)

여기서, a, b, c, d, x, y, z 및 w는 몰비율이다.Where a, b, c, d, x, y, z and w are molar ratios.

도 1은 본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법은 목표 평탄압을 갖는 AB5계 수소저장용 합금에서 원자 반경 인자를 측정하는 단계(S100) 및 상기 목표 평탄압을 갖는 AB5계 수소저장용 합금의 원자 반경 인자와 근사값을 갖는 AB5계 수소저장용 합금을 설계하고 제조하는 단계(S200)를 포함한다. 1 is a flowchart showing a method for producing an AB 5 -type hydrogen storage alloy according to the present invention. Referring to FIG. 1, the method for producing an alloy for storing an AB 5 -type hydrogen according to the present invention comprises the steps of measuring an atomic radius factor (S100) in an AB 5 -type hydrogen storage alloy having a target flat pressure, having a step (S200) of designing and producing the AB 5 type hydrogen storage alloy having an atomic radius factor and approximate value of the AB 5 type hydrogen storage alloy.

본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법은 전술한 바와 같이 평탄압이 원자 반경 인자와 반비례한다는 관계를 바탕으로 목표 평탄압을 갖는 AB5계 수소저장용 합금을 설계 및 제조할 수 있다. 이때, 상기 목표 평탄압은 0.01 내지 1 MPa 범위이고, 상기 근사값은 오차범위가 ±0.5인 것이 바람직하다. 상기 오차범위가 ±0.5를 벗어나는 경우에는 목표 평탄압이 상이하여 목표 평탄압을 갖는 AB5계 수소저장용 합금을 제조할 수 없는 문제가 있다.
As described above, the production method of the AB 5 -type hydrogen storage alloy according to the present invention can design and manufacture the AB 5 -type hydrogen storage alloy having the target flat pressure based on the relationship that the flat pressure is inversely proportional to the atom radius parameter have. At this time, it is preferable that the target flat pressure is in the range of 0.01 to 1 MPa, and the approximate value has an error range of +/- 0.5. When the error range is out of the range of 0.5, there is a problem that the target flat pressure is different and the AB 5 -type hydrogen storage alloy having the target flat pressure can not be manufactured.

실시예 1: AB5계 합금 제조 1Example 1: Preparation of AB 5- based alloy 1

란타넘(La) 27.06 중량%, 세륨(Ce) 4.83 중량%, 프라세오디뮴(Pr) 0.95 중량%, 니켈(Ni) 62.80 중량%, 망간(Mn) 2.74 중량% 및 알루미늄(Al) 1.62 중량%로 칭량하여 아크 용해법 또는 고주파 용해법을 이용하여 상기 금속들을 용해시킨 후 냉각시켜 합금을 제조하였다.
, 27.6 wt% of lanthanum La, 4.83 wt% of cerium (Ce), 0.95 wt% of praseodymium (Pr), 62.80 wt% of nickel (Ni), 2.74 wt% of manganese (Mn) And the alloys were prepared by dissolving the metals using an arc melting method or a high frequency dissolving method and cooling them.

실시예 2: AB5계 합금 제조 2Example 2: Preparation of AB 5- based alloy 2

란타넘(La) 22.80 중량%, 세륨(Ce) 7.80 중량%, 프라세오디뮴(Pr) 0.90 중량%, 니켈(Ni) 61.50 중량%, 망간(Mn) 5.40 중량% 및 알루미늄(Al) 1.60 중량%로 칭량하여 아크 용해법 또는 고주파 용해법을 이용하여 상기 금속들을 용해시킨 후 냉각시켜 합금을 제조하였다.
(Weight) of 22.80% by weight of lanthanum La, 7.80% by weight of cerium, 0.90% by weight of praseodymium Pr, 61.50% by weight of nickel, 5.40% by weight of manganese Mn and 1.60% And the alloys were prepared by dissolving the metals using an arc melting method or a high frequency dissolving method and cooling them.

실험예 1: LaNi5 합금에 대한 Mn과 Co의 치환 효과 분석Experimental Example 1: Substitution Effect of Mn and Co on LaNi 5 Alloy

LaNi5 합금 내 Ni에 대한 Mn과 Co의 치환 효과를 알아보기 위해 제일원리 계산을 수행하였다. 계산시 사용된 격자 모델은 도 2에 나타내었으며, 제일원리 계산 결과 도출된 격자 상수 및 격자 부피를 표 1에 나타내었다. 도 2의 (a)는 La(Ni4.25,Mn0.75)이고, (b)는 La(Ni2 .75,Mn2 .25)이며, (c)는 LaMn5이고, (d)는 La(Ni4.25,Co0.75)이며, (e)는 La(Ni2 .75,Co2 .25)이고, (f)는 LaCo5이다.First principle calculations were carried out to investigate the substitution effect of Mn and Co on Ni in LaNi 5 alloy. The lattice model used in the calculation is shown in Fig. 2, and the lattice constants and the lattice volumes derived from the first principle calculation are shown in Table 1. < tb >< TABLE > And (a) of Figure 2 is La (Ni 4.25, Mn 0.75) , (b) is La (Ni 2 .75, Mn 2 .25), (c) is a LaMn 5, (d) is La (Ni 4.25, Co 0.75) and, (e) is La (Ni 2 .75, Co 2 .25), (f) is a LaCo 5.

x 값x value x=0.75x = 0.75 x=2.25x = 2.25 x=5x = 5 La(Ni5 -x,Mnx)La (Ni 5 -x , Mn x ) 격자상수(Å)Lattice constant (A) aa 9.989869.98986 10.075310.0753 9.948769.94876 cc 7.978337.97833 7.809637.80963 8.01888.0188 결정격자 부피(Å3)The crystal lattice volume (Å 3 ) 689.543689.543 686.562686.562 687.35687.35 La(Ni5 -x,Cox)La (Ni 5- x , Co x ) 격자상수(Å)Lattice constant (A) aa 9.982659.98265 9.975859.97585 9.91599.9159 cc 7.929017.92901 7.899097.89909 7.835587.83558 결정격자 부피(Å3)The crystal lattice volume (Å 3 ) 684.293684.293 680.782680.782 667.215667.215

표 1에 나타난 바와 같이, LaNi5 내 Ni의 자리에 Mn 및 Co를 치환하게 되면 La(Ni,Mn)5 합금의 격자 부피가 La(Ni,Co)5의 격자 부피보다 큰 것을 알 수 있다. 이는 Mn이 Co에 비해 상대적으로 큰 원자 변경(Mn: 140 pm, Co: 135 pm)을 가지기 때문으로 (La,Ce,Nd,Pr)(Ni,Co,Mn,Al)5 합금에서 Mn의 함량이 커지고 Co의 함량이 작아지게 되면 합금의 격자 부피는 커질 것으로 예상할 수 있다.
As shown in Table 1, when the Mn and Co are substituted for Ni in LaNi 5 , the lattice volume of the La (Ni, Mn) 5 alloy is larger than that of La (Ni, Co) 5 . This relatively large atomic changed to Mn are relative to Co (Mn: 140 pm, Co : 135 pm) to gajigi because the content of the (La, Ce, Nd, Pr ) (Ni, Co, Mn, Al) Mn 5 Alloy And the content of Co becomes small, it is expected that the lattice volume of the alloy becomes large.

실험예 2: 다양한 평탄압을 갖는 합금 제조 및 평탄압과 원자 반경 인자의 관계 분석Experimental Example 2: Preparation of alloys having various flat pressures and analysis of relationship between flat pressure and atomic radius factor

표 2는 다양한 평탄압을 갖는 합금을 제조하기 위해 투입된 금속별 투입량을 나타낸 것으로, 원자 반경이 큰 원자들(La, Mn)의 함량(중량%)을 증가시키면서 조성 1에서 12까지 변화시켰다. 조성 번호가 증가할수록 제조된 합금의 격자 부피는 증가할 것으로 예상하였다. Table 2 shows the input amount of metal added to produce alloys with various flat pressures, and the composition was varied from 1 to 12 while increasing the content (wt.%) Of atoms with large atomic radius (La, Mn). As the composition number increases, the lattice volume of the prepared alloy is expected to increase.

조성 번호Composition number LaLa CeCe NdNd PrPr NiNi CoCo MnMn AlAl 조성 1Composition 1 5.235.23 25.8225.82 0.000.00 0.180.18 54.9054.90 8.208.20 3.843.84 1.811.81 조성 2Composition 2 4.764.76 27.2527.25 0.000.00 0.220.22 54.8454.84 6.216.21 5.125.12 1.591.59 조성 3Composition 3 13.0013.00 18.6918.69 0.000.00 0.460.46 54.1654.16 8.108.10 3.793.79 1.791.79 조성 4Composition 4 10.9510.95 20.7320.73 0.000.00 0.510.51 54.8754.87 6.216.21 5.125.12 1.601.60 조성 5Composition 5 27.0427.04 4.824.82 0.000.00 0.950.95 53.4153.41 11.0011.00 1.001.00 1.771.77 조성 6Composition 6 27.0427.04 4.824.82 0.000.00 0.950.95 53.4153.41 10.0010.00 2.002.00 1.771.77 조성 7Composition 7 27.0427.04 4.824.82 0.000.00 0.950.95 53.4153.41 9.009.00 3.003.00 1.771.77 조성 8Composition 8 27.1227.12 4.844.84 0.000.00 0.950.95 53.5653.56 8.008.00 3.753.75 1.781.78 조성 9Composition 9 27.1427.14 4.844.84 0.000.00 0.960.96 53.5753.57 7.237.23 4.504.50 1.771.77 조성 10Composition 10 27.1627.16 4.854.85 0.000.00 0.960.96 53.6753.67 4.834.83 6.736.73 1.771.77 조성 11Composition 11 27.2227.22 4.864.86 0.000.00 0.960.96 53.7753.77 2.402.40 9.009.00 1.801.80 조성 12Composition 12 27.2727.27 4.874.87 0.000.00 0.960.96 53.8353.83 0.000.00 11.2711.27 1.801.80

도 3은 조성 1에서 12까지의 합금의 XRD 측정 결과를 나타낸 것으로, 조성 번호가 커질수록 메인 피크의 위치가 2θ값이 낮아지는 방향으로 이동하므로 격자 부피는 증가하는 것을 확인할 수 있었다. FIG. 3 shows the results of XRD measurement of the alloys of compositions 1 to 12. As the composition number increases, the position of the main peak shifts in the direction in which the 2? Value decreases, so that the lattice volume increases.

또한, 도 4는 조성 1에서 12까지의 합금에 대해 수소 흡수 및 방출 특성을 측정한 것으로, 가로축은 수소저장용 합금에 흡수된 수소 원자의 함유량(hydrogen content, 중량%)을 나타내고, 세로축은 평형 수소 분압(PH2, MPa)을 나타낸다. 도 4에 나타난 바와 같이, 조성 번호가 커질수록(격자 부피가 커질수록) 평탄압이 작아지는 것을 확인하였고, 조성 10, 11 및 12의 합금은 평탄압이 너무 낮아 측정할 수 없었다. 4 shows hydrogen absorption and release characteristics measured for the alloys of compositions 1 to 12, wherein the horizontal axis represents the hydrogen content (hydrogen content, wt%) absorbed by the hydrogen storage alloy, and the vertical axis represents the equilibrium Hydrogen partial pressure (P H2 , MPa). As shown in FIG. 4, it was confirmed that as the composition number increased (the lattice volume increased), the flat pressure decreased, and the alloys of compositions 10, 11, and 12 could not be measured because the flat pressure was too low.

표 3은 조성 1에서 12까지의 합금 내 원자별 몰비율과 이에 따른 원자 반경 인자(ARF)를 ICP-AES로 분석한 결과를 나타낸 것이다. Table 3 shows the results of the atomic radius ratio (ARF) analysis by ICP-AES for the atomic molar ratios in the alloys of compositions 1 to 12.

조성 번호Composition number LaLa CeCe NdNd PrPr NiNi CoCo MnMn AlAl ARFARF 조성 1Composition 1 0.190.19 0.810.81 0.000.00 0.000.00 3.903.90 0.550.55 0.270.27 0.270.27 860.518860.518 조성 2Composition 2 0.140.14 0.860.86 0.000.00 0.000.00 3.983.98 0.420.42 0.360.36 0.240.24 860.826860.826 조성 3Composition 3 0.400.40 0.600.60 0.000.00 0.010.01 3.993.99 0.550.55 0.180.18 0.280.28 862.066862.066 조성 4Composition 4 0.330.33 0.660.66 0.000.00 0.010.01 3.983.98 0.430.43 0.360.36 0.240.24 862.726862.726 조성 5Composition 5 0.820.82 0.160.16 0.000.00 0.020.02 3.763.76 0.830.83 0.130.13 0.270.27 866.090866.090 조성 6Composition 6 0.820.82 0.160.16 0.000.00 0.020.02 3.813.81 0.760.76 0.170.17 0.260.26 866.454866.454 조성 7Composition 7 0.820.82 0.160.16 0.000.00 0.020.02 3.863.86 0.690.69 0.200.20 0.260.26 866.588866.588 조성 8Composition 8 0.820.82 0.160.16 0.000.00 0.020.02 3.873.87 0.610.61 0.260.26 0.270.27 866.797866.797 조성 9Composition 9 0.820.82 0.160.16 0.000.00 0.020.02 3.863.86 0.550.55 0.330.33 0.260.26 867.224867.224 조성 10Composition 10 0.820.82 0.160.16 0.000.00 0.020.02 3.883.88 0.370.37 0.480.48 0.270.27 867.868867.868 조성 11Composition 11 0.810.81 0.170.17 0.000.00 0.020.02 3.863.86 0.200.20 0.650.65 0.280.28 868.540868.540 조성 12Composition 12 0.820.82 0.160.16 0.000.00 0.020.02 4.054.05 0.000.00 0.710.71 0.250.25 869.235869.235

표 3에 나타난 바와 같이, 조성 번호가 커질수록 원자 반경은 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 조성 번호가 커질수록 원자 반경이 큰 원자(La, Mn)의 비율이 커지기 때문이다. As shown in Table 3, it can be seen that the larger the composition number, the more the atomic radius increases. This is because as the composition number increases, the proportion of atoms (La, Mn) having larger atomic radius increases.

도 5는 표 3의 원자 반경 인자와 도 4의 평탄압 간의 관계를 나타낸 것으로, 원자 반경 인자와 평탄압은 반비례하는 것을 알 수 있다.
FIG. 5 shows the relationship between the atomic radial factor of Table 3 and the flat pressure of FIG. 4, which shows that the atomic radius factor and the flat pressure are inversely proportional.

실험예 3: 본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금의 원자 반경과 격자 부피에 따른 수소저장 특성 분석EXPERIMENTAL EXAMPLE 3 Analysis of hydrogen storage characteristics according to atomic radius and lattice volume of AB 5 hydrogen storage alloy according to the present invention

평탄압은 원자 반경 인자에 반비례한다는 사실에 기초하여 상용 합금과 동일한 원자 반경 인자를 가지며, 합금 내 Nd 및 Co의 함량은 0.01 중량% 이하로 하고, Mn 함량을 높인 실시예 1 및 2의 합금을 제조하였다. Based on the fact that the flat pressure is inversely proportional to the atomic radius factor, the alloy of Examples 1 and 2 having the same atomic radius factor as that of the commercial alloy and having a content of Nd and Co of 0.01 wt% or less in the alloy, .

표 4는 상용 합금의 조성과 본 발명에 따른 AB5계 수소저장용 합금 내 금속 원자들의 비율(중량%)을 나타낸 것으로, 실시예 1은 고가 원소인 Nd 및 Co를 제외시켰고, 실시예 2는 고가 원소인 Nd 및 Co를 제외시켰을 뿐 아니라 저가 원소인 Mn의 함량을 높였다. Table 4 shows the composition of the commercial alloy and the ratio (% by weight) of the metal atoms in the AB 5 -type hydrogen storage alloy according to the present invention. In Example 1, Nd and Co, which are expensive elements, were excluded, Nd and Co, which are high-priced elements, were excluded and the content of Mn, which is a low-cost element, was increased.

LaLa CeCe NdNd PrPr NiNi CoCo MnMn AlAl 상용합금Commercial alloy 25.3025.30 4.504.50 1.401.40 0.900.90 54.2054.20 8.108.10 3.803.80 1.801.80 실시예 1Example 1 27.0627.06 4.834.83 0.000.00 0.950.95 62.8062.80 0.000.00 2.742.74 1.621.62 실시예 2Example 2 22.8022.80 7.807.80 0.000.00 0.900.90 61.5061.50 0.000.00 5.405.40 1.601.60

표 5는 상용합금, 실시예 1 및 2를 ICP-AES 분석을 통해 확인된 합금 내 원자 비율로부터 계산된 원자 반경 인자를 나타낸 것이다. Table 5 shows the atomic radius factors calculated from the atomic ratios in the alloys identified by commercial alloy, Examples 1 and 2, through ICP-AES analysis.

LaLa CeCe NdNd PrPr NiNi CoCo MnMn AlAl ARFARF 상용합금Commercial alloy 25.3025.30 4.504.50 1.401.40 0.900.90 54.2054.20 8.108.10 3.803.80 1.801.80 866.565866.565 실시예 1Example 1 27.0627.06 4.834.83 0.000.00 0.950.95 62.8062.80 0.000.00 2.742.74 1.621.62 866.822866.822 실시예 2Example 2 22.8022.80 7.807.80 0.000.00 0.900.90 61.5061.50 0.000.00 5.405.40 1.601.60 866.875866.875

표 5에 나타난 바와 같이, 상용합금과 실시예 1 및 2의 합금의 원자 반경 인자 값이 유사한 것을 알 수 있고, 이를 통해 격자 부피 및 수소 저장 특성이 유사할 것으로 판단하였다. As shown in Table 5, the atomic radius factor values of the commercial alloy and the alloys of Examples 1 and 2 were similar, and it was determined that the lattice volume and hydrogen storage characteristics were similar.

도 6은 상용합금, 실시예 1 및 2의 XRD 결과를 나타낸 것이고, 표 6은 제일원리 계산 결과 도출된 격자 상수 및 격자 부피를 나타낸 것이다. FIG. 6 shows the XRD results of the commercial alloy, Examples 1 and 2, and Table 6 shows the lattice constant and lattice volume derived from the first principle calculation.

Yes 격자상수(Å)Lattice constant (A) 결정격자 부피(Å3)The crystal lattice volume (Å 3 ) aa cc 상용합금Commercial alloy 5.0245.024 4.0434.043 102.051102.051 실시예 1Example 1 5.0275.027 4.0364.036 101.976101.976 실시예 2Example 2 50.2450.24 4.0524.052 102.275102.275

도 6 및 표 6에 나타난 바와 같이 실시예 1 및 2는 XRD 상에서 상용합금과 유사한 메인 피크 위치를 나타내는 것을 확인하였고, 결과적으로 격자 부피가 유사한 것을 알 수 있었다. As shown in FIG. 6 and Table 6, it was confirmed that Examples 1 and 2 exhibited main peak positions similar to those of the commercial alloy on XRD, and as a result, the lattice volumes were similar.

도 7은 본 발명에 따른 실시예 1, 2 및 상용합금의 등온에서의 압력-조성 그래프를 나타낸 것이다. 도 7을 참고하면, 실시예 1, 2 및 상용합금의 수소 흡수 및 방출 특성을 확인한 결과 평탄압은 0.01 - 0.1의 범위에서 나타났으며 각각의 곡선 형태가 상용합금과 유사한 것으로부터 수소 방출 특성이 유사한 것을 알 수 있다. 따라서, 원자 반경 인자를 이용하여 상용 합금과 동일한 특성을 가지는 저비용 조성(Nd 및 Co는 제외하고, Mn 함량은 높음)의 합금을 제조할 수 있음을 확인하였다.
7 is a pressure-composition graph of Examples 1 and 2 and commercial alloy at isothermal temperature according to the present invention. Referring to FIG. 7, the hydrogen absorption and release characteristics of Examples 1 and 2 and the commercial alloys were examined. As a result, the flat pressure was in the range of 0.01 to 0.1, and the respective curve shapes were similar to those of the commercial alloy, Similar things can be seen. Therefore, it was confirmed that an alloy of low cost composition (except for Nd and Co and high Mn content) having the same characteristics as that of the commercial alloy can be manufactured by using the atomic radius factor.

지금까지 본 발명에 따른 저비용 AB5계 수소저장용 합금 및 이의 제조방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.Although the present invention has been described with respect to the specific embodiments of the low-cost AB 5 -type hydrogen storage alloy and the manufacturing method thereof according to the present invention, it is apparent that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative and not restrictive in all respects and that the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

Claims (9)

란타넘(La) 22.80 - 27.06 중량%, 세륨(Ce) 4.83 - 7.80 중량% 및 프라세오디뮴(Pr) 0.90 - 0.95 중량%를 포함하는 금속군(A) 및 니켈(Ni) 61.50 - 62.80 중량%, 망간(Mn) 2.74 - 5.40 중량% 및 알루미늄(Al) 1.60 - 1.62 중량%를 포함하는 금속군(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 AB5계 수소저장용 합금.
(A) and nickel (Ni) 61.50 - 62.80% by weight, including lanthanum (La) 22.80 - 27.06% by weight, cerium (Ce) 4.83 - 7.80% by weight and praseodymium (Pr) (Mn) 2.74 - 5.40 wt% of aluminum (Al) 1.60 - AB 5 comprises a metal group (B) containing 1.62% by weight based alloys for hydrogen storage.
제1항에 있어서,
상기 AB5계 수소저장용 합금은 (Laa, Ceb, Ndc, Prd)(Nix, Coy, Mnz, Alw)(여기서, a, b, c, d, x, y, z 및 w는 몰비율이고, a, b, c 및 d의 합은 1이며, x, y, z 및 w의 합은 5이고, c 및 y는 0이다)의 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 AB5계 수소저장용 합금.
The method according to claim 1,
The AB 5 type alloy for hydrogen storage (La a, Ce b, Nd c, Pr d) (Ni x, Co y, Mn z, Al w) ( where, a, b, c, d , x, y, z and w are molar ratios and the sum of a, b, c and d is 1 and the sum of x, y, z and w is 5 and c and y are 0. AB 5 Alloys for hydrogen storage.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 AB5계 수소저장용 합금의 평탄압은 0.001 내지 1MPa인 것을 특징으로 하는 AB5계 수소저장용 합금.
The method according to claim 1,
AB 5 type alloy for hydrogen storage, characterized in that the AB 5 type alloy for spur suppression of the hydrogen storage is from 0.001 to 1MPa.
란타넘(La) 22.80 - 27.06 중량%, 세륨(Ce) 4.83 - 7.80 중량%, 프라세오디뮴(Pr) 0.90 - 0.95 중량%, 니켈(Ni) 61.50 - 62.80 중량%, 망간(Mn) 2.74 - 5.40 중량% 및 알루미늄(Al) 1.60 - 1.62 중량%로 칭량하는 단계; 및
상기 금속들을 아크 용해법 또는 고주파 용해법으로 용융시키고 냉각시켜 합금을 제조하는 단계를 포함하는 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법.
(La) of 22.80 to 27.06 wt%, cerium (Ce) of 4.83 to 7.80 wt%, praseodymium (Pr) of 0.90 to 0.95 wt%, nickel (Ni) of 61.50 to 62.80 wt%, manganese (Mn) And aluminum (Al) 1.60-1.62 wt.%; And
AB 5 type method for producing a hydrogen storage alloy for the melt to cool said metal by arc melting or high frequency melting method comprising the step of preparing the alloy.
제5항에 있어서,
상기 아크 용해법 및 고주파 용해법은 용융 중 산화를 방지하기 위해 Ar 또는 진공 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 AB5계 수소저장용 합금의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the arc melting method and the high frequency melting method is a method of manufacturing an AB 5 type alloy for hydrogen storage, characterized in that is carried out in an Ar or vacuum atmosphere to prevent oxidation of the melt.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
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