KR20100040940A - 복합 수소 저장 재료 및 그와 관련된 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 구현예로서, 본 발명은, 복수 개의 활성 물질 입자 및 바인더를 포함하는 수소 저장 재료에 관한 것으로서, 상기 바인더는, 상기 활성 물질 입자들 간의 상대적 공간 관계가 충분히 유지되도록, 상기 활성 물질 입자를 고정하는 것을 특징으로 한다.

Description

복합 수소 저장 재료 및 그와 관련된 방법 {COMPOSITE HYDROGEN STORAGE MATERIAL AND METHODS RELATED THERETO}
본원은 35 U.S.C. 119조 (e)항에 의거하여, 2005년 4월 22일자로 출원된 미국 가출원 일련번호 제60/673,859호에 근거한 우선권을 주장하며, 상기 문헌은 그 전체로서 원용되어, 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 복합 수소 저장 재료에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 수소를 흡장 및 탈리시키기 위한 복합 수소 저장 재료에 관한 것이다.
통상적으로, 수소는 금속 하이드라이드 분말의 형태로 저장될 수 있다. 수소화/탈수소화 사이클이 수행되는 동안, 이러한 변형 거동에 의해 상기 분말의 입자상(particle bed)이 불안정해지고, 이로 인해, 상기 입자상이 침강 및 압축된다. 상기 사이클이 반복되는 동안, 상기 분말 입자의 3차원적 관계는 계속 변하기 때문에 변형률이 계속 증가하게 된다. 그리고, 금속 하이드라이드 분말을 사용하는 경우, 비효율적인 열 전달로 인해, 상기 수소화/탈수소화 사이클의 속도 및 효율이 저해될 수 있다.
종래의 많은 수소 저장 재료들은 수소와 접촉하면, 발화성을 가지게 되거나, 이들 재료가 발화성 재료이기 때문에, 종래의 금속 하이드라이드 분말을 사용하는 경우, 안전 및 취급에 어려움이 있다. 아울러, 금속 하이드라이드 분말이 수소 스트림 내로 취입(blowing)될 수 있기 때문에, 복잡한 여과 공정을 수행해야 하고, 연료 시스템 내로 압력 강하가 유발될 수 있다.
상기 수소화/탈수소화 공정에 의해, 저장물을 흡수하는 동안에는 저장 매체가 팽창하고, 저장물을 방출하는 동안에는 저장 매체가 수축하는 형태의 변형이 나타난다. 이러한 변형은 상당한 수준으로 나타날 수 있으므로, 통상적으로는 변형을 수용하는 팽창실(expansion room)을 구비한 하이드라이드 저장 용기를 사용함으로써, 변형 문제에 대처한다. 그러나, 상기 분말 입자상의 불안정성으로 인해, 하이드라이드 물질이 충전되는 경우, 상기 팽창실이 실질적으로 조밀하게 충전되어, 상기 저장 용기의 벽에 상당한 변형이 가해진다. 따라서, 변형이 일어나는 경우에도 상기 상(bed) 자체는 "충전되지 않도록" 하기 위해서, 상기 시스템의 내부 구조를 개선하거나, 또는 벽 두께를 증가시킴으로써, 내부에 유도되는 기계적 변형에 대응하도록 상기 저장 용기가 디자인되어야 한다. 이러한 복잡한 디자인의 저장 용기를 사용하는 경우에는 금속 하이드라이드 분말의 부피 당 수소 저장 밀도가 실질적으로 감소된다.
상기 수소화/탈수소화 공정에 의해, 상기 분말 입자들이 보다 조밀하게 충전되고, 이로써, 상기 시스템의 충전률이 증가된다. 그런데, 상기 입자들의 3차원적 관계가 수소화/탈수소화 사이클 전반에 걸쳐 변화하여, 상기 분말의 수소 저장능에 바람직하지 않은 영향을 끼친다.
본 발명의 일 구현예로서, 본 발명은, 복수 개의 활성 물질 입자; 및 바인더를 포함하며, 상기 바인더는, 상기 활성 물질 입자들 간의 상대적 공간 관계가 충분히 유지되도록, 상기 활성 물질 입자를 고정하는 것을 특징으로 하는 복합 수소 저장 재료를 제공한다. 또한, 본 발명의 다른 구현예로서, 본 발명은, 저장 용기; 상기 저장 용기 내에 배치된 복합 수소 저장 재료; 및 외부 장치와의 연결을 위한 하나 이상의 포트(port)를 포함하며, 상기 복합 수소 저장 재료는, 복수 개의 활성 물질 입자 및 바인더를 포함하고, 상기 바인더는, 상기 활성 물질 입자들 간의 상대적 공간 관계가 충분히 유지되도록, 상기 활성 물질 입자를 고정하는 것을 특징으로 하는 수소 저장 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예로서, 본 발명은, 활성 물질 입자의 미세 분말을 형성하는 단계; 형성된 미세 분말과 바인더를 혼합하여, 혼합물을 얻는 단계; 및 복합 수소 저장 재료를 생성하기에 충분한 수준으로 상기 혼합물을 가열하는 단계를 포함하며, 상기 바인더는, 상기 활성 물질 입자들 간의 상대적 공간 관계가 충분히 유지되도록, 상기 활성 물질 입자를 고정하는 것을 특징으로 하는 복합 수소 저장 재료의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 다른 구현예로서, 본 발명은, 복합 수소 저장 재료 상에 또는 상기 재료 내에 수소를 흡장시키는 단계; 및 상기 복합 수소 저장 재료로부터 수소를 탈리시키는 단계를 포함하며, 상기 복합 수소 저장 재료는 복수 개의 활성 물질 입자 및 바인더를 포함하고, 상기 바인더는, 상기 활성 물질 입자들 간의 상대적 공간 관계가 충분히 유지되도록, 상기 활성 물질 입자를 고정하는 것을 특징으로 하는 복합 수소 저장 재료의 이용 방법을 제공한다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명한다. 참조 도면들은 본 발명을 실행할 수 있는 특정 구현예를 도시한 도면이다. 이들 구현예("실시예"라고도 칭함)는 동 기술분야의 당업자가 본 발명을 실행하기에 충분한 수준으로, 상세하게 기재된다. 본 발명의 구현예는 통합될 수 있고, 기타 구현예를 이용할 수도 있으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 구조 및 논리적 변경이 가능하다. 그러므로, 본 발명은 하기 설명으로 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 청구의 범위 및 그의 등가물에 의해 정해진다.
본 명세서에서 "어떤"은 하나 또는 하나 이상을 포함하는 의미로서 사용되며, "또는"은 양립 가능 또는 별도의 언급이 없는 경우의 의미를 칭하는 용어로서 사용된다. 또한, 본 명세서에 사용되는 특수 용어 또는 전문 용어는 설명을 위해 사용되는 것일 뿐, 본 발명을 제한하지는 않는 것으로 간주된다. 아울러, 본 명세서에 인용된 모든 문헌, 특허 및 특허문헌은 참조 문헌으로서 본 명세서에 개별적으로 포함되지만, 그 전체로서 원용되어, 본 명세서에 포함된다. 본 명세서에 포함되는 문헌들과 본 명세서에 사이에 상반되는 용법이 존재하는 경우, 본 명세서에 병합된 참조 문헌에서의 용법은 본 명세서의 용법에 추가되는 것으로서 여겨져야 하며, 서로 상반되어 불일치하는 점에 있어서는 본 명세서에서의 용법에 따른다.
본 발명은, 복합 수소 저장 재료 및 그와 관련된 방법을 제공한다. 본 발명의 복합 수소 저장 재료는 수소를 흡장 및 탈리시키며, 수소화/탈수소화 사이클이 수행되는 동안, 열 균열(decrepitation)에 의해 통상적으로 발생하는 입자상(particle bed) 충전이 감소되거나, 일어나지 않는다. 상기 복합 수소 저장 재료는 복수 개의 활성 물질 입자, 및 바인더를 포함하며, 상기 바인더는, 상기 활성 물질 입자들 간의 상대적 공간 관계가 충분히 유지되도록, 상기 활성 물질 입자를 고정하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 복합 수소 저장 재료는 수소화하는 동안 변형될 수 있지만, 실질적으로는 원래의 형태 및 모폴로지(morphology)로 복원되며, 따라서, 여러 차례의 수소화/탈수소화 사이클을 수행하는 동안, 상기 활성 물질 입자들 간의 3차원적 공간 관계는 근본적으로 변함이 없다.
또한, 상기 복합 수소 저장 재료는 저장 용기 내에서 하중 지지 부재(load bearing member)로서 작용할 수 있기 때문에, 상기 용기의 부피 당 에너지 저장도를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 수소 저장 재료를 사용함으로써, 탈리된 수소 스트림 내의 자유로운 금속 하이드라이드 입자를 여과해야 할 필요가 없고, 종래의 문제점이었던 금속 하이드라이드 저장 용기 내에서 분말의 충전이 발생하지 않는다. 본 발명의 복합 수소 저장 재료는, 종래의 금속 하이드라이드 분말에 비해 열 전도성이 크고, 종래의 금속 하이드라이드 분말과 유사한 수준의 흡수/탈리 속도 및 용량 한계를 가진다. 종래의 금속 하이드라이드 분말을 이용하는 경우에는 분말의 압축으로 인한 저장 용기의 파손 우려가 있으나, 수소를 저장하기 위한 본 발명의 복합 수소 저장 재료는 종래의 금속 하이드라이드 분말에 비해, 사용하기에 보다 안전하다. 또한, 수소를 저장하기 위한 본 발명의 복합 수소 저장 재료는 국내 및 국제 규제법, 및 수소 및 수소 저장 용기의 운송과 관련된 절차에 보다 적합하게 이용할 수 있다.
정의
본 명세서에서 "복합 수소 저장 재료"란, 바인더와 혼합된 활성 물질 입자를 칭하여, 여기서, 상기 바인더는, 상기 활성 물질 입자들 간의 상대적 공간 관계가 충분히 유지되도록, 상기 활성 물질 입자를 고정시킨다.
또한, "상대적 공간 관계"란, 상기 입자들 간의 3차원적 관계를 일컫는다. 본 발명에 따르면, 상기 입자들 간의 이러한 3차원적 관계는 실질적으로 변함없는 상태로 유지될 수 있다. 예컨대, 수소화/탈수소화 사이클이 수행되는 동안, 상기 입자들 간의 거리는 변할 수 있지만, 하나의 완전한 사이클이 수행되는 동안, 상기 입자들은 다른 입자들에 대해서 실질적으로 동일한 위치로 복원된다. 상기 입자 구조는, 예컨대, 탄성을 가질 수 있으며, 다시 말하면, 상기 입자들이 이동할 수도 있지만, 이들 입자의 이동 시, 다른 입자들에 대해서 실질적으로 동일한 3차원적 위치를 유지하는 특성을 가질 수 있다. 소정의 재료가 전술한 특성을 충족시키는지를 확인하기 위한 지시 인자를 예시하면, 예컨대, 사이클을 반복하는 동안, 복합 재료의 부피, 충전 밀도 또는 공극률 또는 치수(예: 길이)에 근거한 정성적 측정값을 들 수 있다. 이처럼, 생성된 복합체의 길이를 지시 인자로서 이용하는 경우, 상기 생성된 복합체의 길이는 모체의 길이 측정값의 약 80% 이상, 약 120% 이하일 수 있다.
본 명세서에서 "흡장(occluding)"이란, 물질을 흡수 또는 흡착, 및 보유하는 것을 의미한다. 예를 들면, 수소는 흡장된 물질일 수 있다. 소정의 물질은, 예컨대, 화학적 흡착(chemisorpition) 또는 물리적 흡착(physisorption)에 의해, 화학적 또는 물리적으로 흡장될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "탈리(desorbing)"란, 흡수 또는 흡착된 물질의 제거를 칭한다. 예를 들면, 수소는 상기 활성 물질 입자들로부터 제거될 수 있다. 상기 수소는 예컨대, 물리적 또는 화학적으로 결합될 수 있다.
본 명세서에서 "고정(immobilizing)"이란, 상기 입자들 간의 상대적 공간 관계가 유지되도록, 상기 입자들이 유지되는 것을 칭한다. 예를 들면, 상기 활성 물질 입자들은 고정될 수 있으며, 따라서, 복수 회의 수소화/탈수소화 사이클이 수행되는 동안, 상기 입자들이 이동할 수도 있지만, 상기 입자들은 실질적으로 동일한 기하학적 관계를 유지할 수 있다.
또한, "금속 하이드라이드 입자" 또는 "금속 하이드라이드"란, 수소와 접촉 시, 금속 하이드라이드를 생성할 수 있는 금속 입자 또는 금속 합금 입자를 칭한다. 이러한 금속 또는 금속 합금을 예시하면, LaNi5, FeTi, Mg2Ni 및 ZrV2를 들 수 있다. 보다 일반적인 형태의 금속 하이드라이드 화합물의 대표적인 예로서는, 각각 AB, AB2, A2B, AB5 및 BCC가 있다. 이들 화합물이 수소와 결합하는 경우, 이들 화합물은 MgH2, Mg2NiH4, FeTiH2 및 LaNi5H6과 같은 금속 하이드라이드 착물을 형성한다. 금속 하이드라이드를 생성하는 데 사용되는 금속을 예시하면, 바나듐, 마그네슘, 리튬, 알루미늄, 칼슘, 전이 금속, 란타나이드(lanthanide), 및 이들의 금속간 화합물(intermetallic compound) 및 고용체(solid solution)를 들 수 있다.
본 명세서에서 "활성 물질 입자"란, 예컨대, 금속 하이드라이드와 같은, 수소의 저장이 가능한 물질의 입자, 또는 수소의 흡장 및 탈리가 가능한 물질의 입자를 칭한다. 상기 활성 물질은 수소와의 접촉 시, 금속 하이드라이드를 생성할 수 있는 금속, 금속 합금, 또는 금속 화합물일 수 있다. 예를 들면, 상기 활성 물질은 LaNi5, FeTi, 미슈금속(mischmetal), 금속 또는 광물의 혼합물, 예컨대, MmNi5 (여기서, Mm은 란타나이드의 혼합물임)일 수 있다. 상기 활성 물질 입자는 화학적 흡착, 물리적 흡착 또는 이들의 조합에 의해 수소를 흡장할 수 있다. 또한, 상기 활성 물질 입자들은 실리카, 알루미나, 제올라이트, 그래파이트, 활성탄, 나노 구조화 카본, 마이크로-세라믹스, 나노-세라믹스, 보론 나이트라이드 나노튜브, 팔라듐 함유 물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또한, "공극률"이란, 전체 부피에 대한 공극 부피의 비(1-부피 밀도)를 의미한다.
본 명세서에서 "충전 밀도"란, 상기 활성 물질의 충전률을 의미한다. 충전 밀도는 상기 활성 물질에 의해 흡수되어 생성된 복합체의 전체 부피의 백분률(%)이다. 예컨대, 충전 밀도가 약 50%이고, 공극률이 약 40%인 복합체는 약 50 부피%의 활성 물질, 약 10 부피%의 불활성 물질(예컨대, 바인더 또는 첨가제), 및 약 40 부피%의 공극으로 이루어진 것일 수 있다.
또한, "미세 분말"이란, 작은 크기의 입자를 포함하는 분말을 칭한다. 예를 들면, 상기 미세 분말은 실질적으로 약 100 ㎛ 미만의 크기를 가지는 입자들로 이루어진 것일 수 있다. 상기 미세 분말은 실질적으로, 예컨대, 약 50 ㎛ 미만, 약 10 ㎛ 미만, 약 1 ㎛ 미만, 또는 약 10 ㎚ 미만의 크기를 가지는 입자들로 이루어진 것일 수 있다.
도 1은, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 복합 수소 저장 재료의 제조 방법(100)을 도시한 블록형 플로우 다이어그램이다. 본 발명의 제조 방법에 따르면, 활성 물질 입자는 미세 분말로 형성될 수 있다(102). 그런 다음, 혼합물이 얻어지기에 충분한 수준으로, 상기 미세 분말을 바인더와 충분히 혼합한다(104). 얻어진 혼합물을, 복합 수소 저장 재료가 생성되기에 충분한 수준으로 가열(106)하며, 여기서, 상기 바인더는, 상기 활성 물질 입자들 간의 상대적 공간 관계가 충분히 유지되도록, 상기 활성 물질 입자를 고정시킨다.
상기 활성 물질 입자들은 수소의 저장이 가능한 물질 입자, 또는 수소의 흡장 및 탈리가 가능한 물질 입자들로 이루어질 수 있다. 상기 활성 물질 입자를 구성하는 물질을 예시하면, 금속 하이드라이드를 들 수 있다. 상기 활성 물질 입자를 구성하는 다른 물질을 예시하면, LaNi5, FeTi, Mg2Ni 및 ZrV2를 들 수 있다. 상기 활성 물질 입자들은 미세 분말로 형성될 수 있다(102). 상기 미세 분말의 형성은 분쇄에 의해, 예컨대, 화학적 분쇄, 볼 밀(ball mill)에 의한 분쇄, 고에너지 볼 밀에 의한 분쇄 또는 제트 밀(jet mill)에 의한 분쇄, 또는 그라인딩(grinding)에 의해 수행되거나, 또는 작은 크기의 입자를 형성하기 위해서 액체 금속을 분무(atomizing)함으로써 수행되거나, 또는 이들 방법을 조합하여 수행될 수 있다.
상기 미세 분말은 열가소성 바인더와 같은 바인더와 혼합될 수 있다(104). 본 발명에 적절하게 사용되는 바인더를 예시하면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 헥사플루오로프로필렌 비닐리덴 플루오라이드 코폴리머, 가교 결합된 코폴리머, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로 알콕시(PFA: perfluoro alkoxy), 열가소성 폴리에스테르(예컨대, Nylon™)를 들 수 있다. 열가소성 바인더를 사용하는 경우에는, 상기 바인더를 용이하게 용융 가공할 수 있으며, 상기 열가소성 바인더는, 예컨대, 약 20% 이상의 파단 연신률을 가질 수 있다. 상기 혼합물 중의 상기 바인더의 양은 약 50 중량% 이하일 수 있다. 상기 바인더는 상기 충전/방출(수소화/탈수소화)에 따른 변형을 견디기에 충분한 가요성을 가지는 한편, 고온의 충전 기간 동안 용융 또는 연화되지 않는 것일 수 있다.
상기 혼합물을 가열하여, 본 발명의 복합 수소 저장 재료를 생성할 수 있다(106). 이렇게 하여 얻어진 복합 수소 저장 재료는 예컨대, 약 0.1% 내지 약 50%의 공극률을 가질 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 복합 수소 저장 재료는 약 5% 내지 약 40%의 공극률, 또는 약 15% 내지 약 25%의 공극률을 가질 수 있다. 상기 금속 하이드라이드 복합체 내에 충전되는 상기 활성 물질의 충전 밀도는, 예컨대, 약 40% 이하일 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 활성 물질의 충전 밀도는 약 45% 내지 약 90%일 수 있고, 약 60% 내지 약 80%, 또는 약 70%보다 클 수 있다. 선택적으로, 본 발명의 복합 수소 저장 재료는 가압 처리될 수 있다. 가압 처리 시의 압축 압력은 약 0.2 ㎫ 내지 약 1,000 ㎫, 또는 약 100 ㎫ 내지 약 400 ㎫일 수 있다. 또한, 상기 혼합물을 추가적으로 진동 처리할 수 있다. 본 발명의 복합 수소 저장 재료의 제조 방법은, 추가적인 단계로서, 상기 복합 수소 저장 재료를 성형하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 복합 수소 저장 재료의 성형 방법을 예시하면, 압축 성형, 사출 성형, 압출 성형 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 상기 복합 수소 저장 재료는, 각주형, 펠릿(pellet)형, 웨이퍼형, 원반형, 필름형, 시트형, 천공 시트형(perforated sheet), 막대형 또는 이들의 조합과 같은 소정의 형상으로 성형될 수 있다.
상기 복합 수소 저장 재료가 파손되지 않도록 하는 한편, 상기 활성 물질 입자의 충전 및 방출에 의해 유도되는 변형을 견디도록 하기 위해서, 상기 복합 수소 저장 재료는 적절한 바인더와 함께 충분한 구조적 강도를 가질 수 있다. 상기 복합 수소 저장 재료는 구조적 강도를 가지기 때문에, 상기 재료는, 상기 금속 하이드라이드 입자 내료 흡수시킨 수소에 의해 가해지는 힘을 지지할 수 있는 하중 지지 부재로서 사용할 수 있다. 입자 변형에 의해 가해지는 힘을 견딜 수 있는 이러한 특성 때문에, 복수 회의 흡장 및 탈리 사이클이 수행되는 동안에도 본 발명의 복합 수소 저장 재료는 고체 상태이며, 구조적 통일성(structural integrity)을 유지할 수 있다. 상기 복합 수소 저장 재료는 펠릿형, 원반형, 구형, 웨이퍼형, 장방형 웨이퍼형, 또는 임의의 다공형 또는 기하학적 형태로 성형될 수 있다.
본 발명의 복합 수소 저장 재료는, 상기 복합 재료의 열적 또는 기계적 특성을 향상시키기 위한 추가적 성분, 첨가제, 또는 구조체를 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 추가적 성분들을 예시하면, 그래파이트 플레이크, 카본 섬유, 카본 나노섬유, 카본 나노튜브, 폴리머 섬유, 열 전도성 물질, 금속 허니컴/격자(metal honeycomb/lattice), 금속 섬유, 와이어, 금속 입자, 글래스 화이버(glass fiber) 및 이들의 조합을 들 수 있다. 상기 열 전도성 물질을 예시하면, 알루미늄 호일, 알루미늄 허니컴, 알루미늄 분말, 카본 섬유, 카본 플레이크 등을 들 수 있다. 상기 구조체 첨가제(structural additive)를 예시하면, 카본 플레이크, 카본 나노튜브, 화이버글래스의 섬유, 카본 섬유, 카본 나노섬유, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 본 발명의 복합 수소 저장 재료에 첨가될 수 있는 다른 물질을 예시하면, 윤활제(lubricant)를 들 수 있다. 상기 열 전도성 물질 및 구조체 첨가제와 같은 추가적인 물질을 노출시키기 위해, 제조 시, 상기 복합 수소 저장 재료의 일부를 제거할 수도 있다.
또한, 본 발명의 복합 수소 저장 재료에 흡착성 또는 흡수성 물질을 첨가할 수 있다. 상기 흡착성 또는 흡수성 물질은, 상기 수소화/탈수소화 공정을 저해할 수 있는 물질, 또는 상기 활성 성분에 대해 독성을 가지는 물질을 흡착 또는 흡수할 수 있다. 이러한 흡착성 또는 흡수성 물질을 예시하면, 활성탄, 칼슘 옥사이드, 쉽게 산화되는 기타 금속, 또는 '산소 수용체(oxygen getter)'를 들 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 복합 수소 저장 재료에 난연재를 첨가할 수 있다. 본 발명에 적절하게 사용되는 난연재를 예시하면, 포스포늄 암모늄 보레이트(즉, 포스포-암모늄 보론); 3,4,5,6-디벰조(dibemzo)-1,2-옥사포스판-2-옥사이드 또는 9,10-디하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드(OPC)[CAS 등록번호 35948-25-5]; 설팜산 모노암모늄염(암모늄 설파메이트)[CAS 등록번호 7773-06-0]; 디-n-부틸틴 옥사이드(DBTO)[CAS 등록번호 818-08-6]; 디-n-옥틸틴 옥사이드(DOTO)[CAS 등록번호 780-08-6]; 디부틸틴 디아세테이트 디-n-부틸틴 디아세테이트(NS-8)[CAS 등록번호 1067-33-0]; 디부틸틴 디라우레이트 디-n-부틸틴 디라우레이트(Stann BL)[CAS 등록번호 77-58-7]; 페로센; 아이언 펜타카르보닐(iron pentacarbonyl); 암모늄 설페이트; 암모늄 포스페이트; 징크 클로라이드; 및 이들의 조합을 들 수 있다.
본 발명에 따라, 반복적인 수소의 흡장 및 탈리에 의해서도, 수소 저장능이 악화되지 않는 새로운 복합 수소 저장 재료를 제공할 수 있다.
하기 도면은 반드시 실제 치수에 따라 도시되는 것은 아니며, 몇몇 도면에서 서로 동일한 번호로 표시되는 구성 요소는 실질적으로 유사한 구성 요소를 나타낸다. 서로 다른 첨자를 가지는 동일 번호는 실질적으로 유사한 구성 요소의 다른 예를 나타낸다. 통상적으로 하기 도면들은 본 발명의 일례를 도시하는 것으로서, 본 발명은 하기 도면에 도시된 것으로 제한되지는 않으며, 본 발명에서는 다양한 구현예가 논의된다.
도 1은, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 복합 수소 저장 재료의 제조 방법을 도시한 블록형 플로우 다이어그램이다.
도 2는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 복합 수소 저장 재료를 사용하여, 수소를 흡장 및 탈리시키는 방법을 도시한 블록형 플로우 다이어그램이다.
도 3은, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 대표적인 금속 하이드라이드 수소 저장 재료의 수소화/탈수소화 사이클의 압력-조성-온도(PCT) 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 4는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 장치에 연결된, 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기의 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기의 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 내부 벽에 배치된 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기의 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 저장 용기를 실질적으로 충전하는 매트릭스로서 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기의 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 저장 용기 내의 매트릭스 내 복수 개의 층으로서 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기의 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 복합 수소 저장 재료 구조체의 사시도이다.
이하, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 복합 수소 저장 재료 및 그와 관련된 방법의 실시예에 대해 설명한다.
(실시예 1)
입자 크기가 약 1 ㎛ 이하인 LaNi5 분말 5 g과, 2851 kynarflex (폴리비닐리덴 플루오라이드 유도체, Atofina에서 제조) 등급의 열가소성 분말(입자 크기가 약 0.1 ㎛ 이하) 0.2 g을 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 원하는 형상의 몰드 내에서 약 100 ㎫의 압력, 및 165℃의 온도 조건 하에 압축 성형하였다. 그런 다음, 압축 압력 약 100 ㎫를 유지시키면서, 상기 몰드를 실온으로 냉각하였다. 상기 몰드로부터 꺼낸 최종 물질은 공극률이 약 28%, 질량이 5.2 g, 비중이 약 5.2, LaNi5 충전 인자(packing factor)가 약 60%인 다공질 고체 복합체이다.
(실시예 2)
입자 크기가 약 1 ㎛ 이하인 LaNi5 분말 5 g을, 입자 크기가 약 1∼10 ㎛인 그래파이트 플레이크 0.2 g, 및 2851 kynarflex (폴리비닐리덴 플루오라이드 유도체, Atofina에서 제조) 등급의 열가소성 분말(입자 크기가 약 0.1 ㎛ 이하) 0.2 g과 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 원하는 형상의 몰드 내에서 약 100 ㎫의 압력, 및 165℃의 온도 조건 하에 압축 성형하였다. 그런 다음, 압축 압력 약 100 ㎫를 유지시키면서, 상기 몰드를 실온으로 냉각하였다. 상기 몰드로부터 꺼낸 최종 물질은 공극률이 약 28%, 질량이 5.4 g, 비중이 약 5.0, LaNi5 충전 인자가 약 56%인 다공질 고체 복합체이다. 본 실시예에서는 그래파이트 플레이크를 첨가함으로써, 상기 복합 고체의 강도 및 열 전도도가 증가되었다. 이러한 특성들의 개선은 수소 충전 속도 및 상기 물질의 구조적 통일성을 향상시키기에 바람직하다.
(실시예 3)
입자 크기가 약 1 ㎛ 이하인 LaNi5 분말 5 g과, 직경이 약 10∼20 ㎛이고, 길이가 약 1∼2 ㎜인 폴리파라페닐렌 테레프탈아미드(Kevlar) 섬유 0.2 g, 및 2851 kynarflex(폴리비닐리덴 플루오라이드 유도체, Atofina에서 제조) 등급의 열가소성 분말(입자 크기가 약 0.1 ㎛ 이하) 0.2 g을 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 원하는 형상의 몰드 내에서 약 100 ㎫의 압력, 및 165℃의 온도 조건 하에 압축 성형하였다. 그런 다음, 압축 압력 100 ㎫를 유지시키면서, 상기 몰드를 실온으로 냉각하였다. 상기 몰드로부터 꺼낸 최종 물질은 공극률이 약 28%, 질량이 5.4 g, 비중이 약 4.9, LaNi5 충전 인자가 약 53%인 다공질 고체 복합체이다. 본 실시예에서는 상기 폴리파라페닐렌 테레프탈아미드 섬유를 첨가함으로써, 상기 복합체의 강도가 증가되었다.
(실시예 4)
입자 크기가 약 1 ㎛ 이하인 LaNi5 분말 5 g과, 입자 크기가 약 1∼10 ㎛인 활성탄 0.2 g, 및 2851 kynarflex(폴리비닐리덴 플루오라이드 유도체, Atofina에서 제조) 등급의 열가소성 분말(입자 크기가 약 0.1 ㎛ 이하) 0.2 g을 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 원하는 형상의 몰드 내에서 약 100 ㎫의 압력, 및 165℃의 온도 조건 하에 압축 성형하였다. 그런 다음, 압축 압력 약 100 ㎫를 유지시키면서, 상기 몰드를 실온으로 냉각하였다. 상기 몰드로부터 꺼낸 최종 물질은 공극률이 약 28%, 질량이 5.4 g, 비중이 약 4.8, LaNi5 충전 인자가 약 52%인 다공질 고체 복합체이다. 상기 활성탄은, 충전 공정 동안 금속 하이드라이드를 오염시킬 수 있는 바람직하지 않은 화합물들을 흡수하는 작용을 한다.
도 2는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 복합 수소 저장 재료를 사용하여, 수소를 흡장 및 탈리시키는 방법(200)을 도시한 블록형 플로우 다이어그램이다. 본 발명의 방법에 따르면, 복합 수소 저장 재료(202)를 저장 용기(204) 내에 넣고, 상기 복합 수소 저장 재료와 상기 용기로 이루어진 구조체(206)를 생성한다. 수소가 저장된 복합 수소 저장 재료-용기 구조체(210)가 얻어지도록, 복합 수소 저장 재료-용기 구조체(206) 상에 또는 상기 구조체 내에 수소를 흡장(208)할 수 있다. 상기 수소는 탈리(212)될 수 있으며, 상기 복합 수소 저장 재료-용기 구조체(206)는 또 다른 수소 흡수/탈리 사이클을 수행하기 위한 준비가 되어 있다. 상기 수소의 흡수/탈리는, 예컨대, 사용된 하이드라이드 물질에 따라, 복수 회, 약 10,000회까지, 또는 약 100,000회까지 반복될 수 있다.
복합 수소 저장 재료(202)는 탱크 또는 컨테이너와 같은 저장 용기(204) 내에 배치될 수 있다. 일례로서, 상기 복합 수소 저장 재료(202)는, Zimmermann의 "CELLULAR RESERVOIR AND METHODS RELATED THERETO"를 발명의 명칭으로 하여, 2006년 1월 9일자로 출원된 미국특허출원 제60/757,782호(대리인 관리번호: 2269.004PRV)에 논의된 바와 같이, 구획식 연료 탱크(cellular fuel tank) 내에서 사용될 수 있으며, 여기서, 상기 미국특허문헌은 그 전체로서 원용되어, 본 명세서에 포함된다.
또한, 고체 형태의 복합 수소 저장 재료(202)는 구조적 강도를 가지기 때문에, 수소 저장 기능, 및 상기 수소 저장 입자들이 고정된 상대적 공간 관계를 가지도록 유지시키는 기능의 두 가지 기능을 제공한다. 따라서, 상기 복합 수소 저장 재료를 사용하는 경우에는, 상기 저장 재료에 수소가 충전됨으로써 나타나는 변형을 견딜 수 있다. 그러므로, 수소를 저장하기 위한 용기(210)는 상기 시스템의 가스 압력만을 견디도록 디자인되어야 한다.
도 3은, 저장 용기 내에서의 대표적인 수소 저장 재료의 흡수/탈리를 도시한 그래프이다. 도 3에는, 본 발명의 몇몇 구현예에 사용될 수 있는 금속 하이드라이드 수소 저장 재료의 수소화/탈수소화 사이클의 압력-조성-온도(PCT) 프로파일을 도시한 그래프가 도시되어 있다.
도 4는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 장치(400)에 연결된, 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기를 도시한 사시도이다. 저장 용기(410)는 외벽(408), 선택적 압력 릴리프 기능부(optional pressure relief functionality)(406), 및 외부 장치(402)에 연결된 포트(404)를 포함한다. 상기 선택적 압력 릴리프 기능부(406)는, 밸브, 용수철이 로딩된 밸브, 가용성 트리거(fusible trigger), 파열판(rupture disk), 격막(diaphragm), 또는 벤트 피쳐(vent feature)와 같은 압력 릴리프 기구일 수 있다. 예컨대, 포트(404)는 밀봉 가능한 포트일 수 있다. 예를 들면, 상기 외부 장치는 연료 전지 시스템, 수소 공급원, 가열 펌프, 수소 압축기, 공기 조절 시스템일 수 있다. 또한, 예컨대, 외부 장치(402)는 레귤레이터(regulator), 체크 밸브, 온/오프 밸브 또는 그 외 연결 장치와 같은 가스 관리 장치일 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 외벽(408) 중 한 부분은, 예컨대, 연료 전지층, 연료 전지 시스템, 수소 공급원, 가열 펌프 또는 수소 압축기를 포함할 수 있다.
휴대용 전자 장치가 연료 전지와 함께 사용되는 경우에는, 휴대용 전자 장치에 전력을 공급하기 위한 컴팩트 시스템을 생성할 수 있다. 연료 전지와 함께 사용하기 위한 휴대용 전자 장치를 예시하면, 휴대 전화, 위성 전화, 랩톱 컴퓨터, 컴퓨터 주변기기, 디스플레이, 개인용 오디오 또는 비디오 플레이어, 의료 장치, 텔레비전, 송신기, 수신기, 실외 조명 또는 플래쉬라이트(flashlight)를 포함하는 조명 장치, 전자 장난감, 또는 통상적으로 전지가 사용되는 임의의 장치를 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다.
저장 용기(410)는 크기가 작을 수 있으며, 상기 선택적 압력 릴리프 기능부(406)는 저장 용기(410)와 일체화되도록 설계되어 있을 수 있다. 대형 저장 용기(410)의 경우, 압력 활성화 릴리프 장치 또는 온도 활성화 릴리프 장치가 사용될 수 있다. 상기 온도 활성화 릴리프 장치의 경우, 활성화 온도 범위는 약 150℃ 내지 약 400℃일 수 있다. 상기 압력 활성화 릴리프 장치의 경우, 활성화 압력 범위는 약 200 내지 약 1,000 psi일 수 있으나, 상기 활성화 압력 범위는 저장 용기(410) 벽의 두께와 강도에 따라 다르다.
도 5는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기의 사시도이다. 저장 용기(500)는 선택적 압력 릴리프 기능부(504) 및 포트(506)를 포함한다. 압력 릴리프 기능부(504)는 선택적으로 사용되며, 특히, 상기 저장 용기가 상당히 작은 경우, 또는 내부 압력을 적절히 안전하게 방출하는 동안, 상기 압력 릴리프 기능부와 상기 저장 용기의 일체화된 형태를 소용없게 하는 경우에는 상기 압력 릴리프 기능부(504)가 배제될 수 있다. 포트(506)는 임의의 개수의 외부 장치(도시되지 않음)와의 연결에 사용될 수 있다.
도 6은, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 내벽에 배치된 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기(500)의 단면도이다. 저장 용기(600)는 내벽(606) 및 외벽(602)을 포함한다. 복합 수소 저장 재료(604)는 내벽(606) 내에 배치될 수 있으며, 상기 복합 수소 저장 재료(604)와 내벽(606) 사이에는 공간(608)이 형성된다. 상기 복합 수소 저장 재료(604)는 용융 가공 가능한 폴리머, 예컨대, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 바인더로서 사용할 수 있는 매트릭스 형태일 수 있다. 상기 매트릭스는 저장 용기(600)의 내부 공간을 전체 또는 부분적으로 차지한다.
복합 수소 저장 재료(604)는 저장 용기(600)의 내벽(606) 중 적어도 하나의 적어도 일부에 선택적으로 접착되어 있을 수 있다. 복합 수소 저장 재료(604)는, 예컨대, 용융 가공 가능한 폴리머를 사용하여 접착될 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 내벽(606)의 적어도 하나의 적어도 일부에 복합 수소 저장 재료(604)를 접착제로 접착하는 접착 단계를 수행할 수 있다. 본 발명에 사용 가능한 대표적인 접착제를 예시하면, 에폭시계 접착제 또는 실리콘계 접착제를 들 수 있다.
도 7은, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 저장 용기를 실질적으로 충전하는 매트릭스(matrix)로서 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기(700)의 단면도이다. 저장 용기(700)는 내벽(706) 및 외벽(702)을 포함한다. 복합 수소 저장 재료(704)는 내벽(702) 내에 매트릭스로서 배치될 수 있으며, 실질적으로 저장 용기(700)를 충전한다.
도 8은, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 저장 용기 내의 매트릭스 내 복수 개의 층으로서 복합 수소 저장 재료를 사용하는 저장 용기(800)의 단면도이다. 저장 용기(800)는 내벽(810) 및 외벽(802)을 포함한다. 복합 수소 저장 재료(804)는 내벽(802) 내에 복수 개의 층으로서 배치될 수 있으며, 공간(806)을 형성한다. 복합 수소 저장 재료(804)의 각각의 층 사이에는 선택적으로 사용되는 도전성 부재(808)가 배치될 수 있다. 도전성 부재(808)를 노출하기 위해서, 상기 복합 수소 저장 재료(804)를 제조하는 동안, 상기 구조체의 일부를 제거할 수 있다.
예를 들면, 서로 다른 크기의 복수 개의 저장 용기(800)가 동일한 기본 부재로부터 구성될 수 있도록, 저장 용기(800)는 복합 수소 저장 재료(804)로 충전될 수 있다. 이로써, 저장 용기(800)의 내부에 복합 수소 저장 재료(804)가 다른 물질들과 함께 위치하도록 할 수 있고, 다시 말하면, 도시한 바와 같이, 복합 수소 저장 재료(804) 주위에 열 전도성 부재가 위치하도록 할 수 있다. 그런 다음, 상기 재료 중 일부를 제거하여, 소정의 특성을 가지는 복합체(804)의 일부를 노출시킬 수 있고, 예컨대, 상기 재료 중에 매립(embedding)된 열 전도성 부재(808)를 노출시킬 수 있다.
도 9는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른, 복합 수소 저장 재료 구조체(900)의 사시도이다. 복합 수소 저장 재료 구조체(900)는, 예컨대, 장방형 웨이퍼(902)와 같은 형태로 형성될 수 있다. 그 단면은 활성 물질(904)(예컨대, 금속 하이드라이드)과 바인더(908)의 상호 작용을 나타내며, 이러한 상호 작용에 의해, 하나 이상의 간극(interstitial space) 또는 공극(906)이 생성될 수 있다. 간극(906)에 의해, 상기 활성 물질(예컨대, 금속 하이드라이드)을 통한 수소의 확산 및 유동이 가능하고, 형성된 복합 수소 저장 재료의 내부에 상기 수소가 도달할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 설명하였으나, 동 기술분야의 당업자는, 본 발명의 내용 및 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서, 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 본 발명은 상기 설명으로 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 청구의 범위 및 그의 등가물에 의해 정해진다.
본 발명의 기술적 특성 및 요지를 간략하게 설명하기 위해, 37 C.F.R. §1.72(b)에 따라 요약서를 제공한다. 본 명세서에 제공되는 요약서에 의해, 청구의 범위 또는 본 발명의 내용이 제한 또는 해석되는 것은 아니다.
202: 복합 수소 저장 재료
204: 저장 용기
206: 구조체
210: 복합 수소 저장 재료-용기 구조체
400: 장치
402: 외부 장치
404: 포트
406: 선택적 압력 릴리프 기능부
408, 602: 외벽
410: 저장 용기
500, 600, 700, 800: 저장 용기
504: 선택적 압력 릴리프 기능부
506: 포트
604, 704, 804: 복합 수소 저장 재료
606, 706: 내벽
608, 806: 공간
900: 복합 수소 저장 재료 구조체
902: 장방형 웨이퍼
906: 공극
908: 바인더

Claims (24)

  1. 수소의 흡장 및 탈리가 가능한 활성 물질 입자들; 및
    열가소성 바인더를 포함하는 복합체로서,
    상기 복합체는 비-지지적(unsupported) 형태로 제조되고,
    상기 바인더는, 수소의 흡장 및 탈리 전, 수소의 흡장 및 탈리 중, 그리고 수소의 흡장 및 탈리 후에, 상기 복합체 형태 내에서 상기 활성 물질 입자들 간의 상대적 공간 관계를 유지하기에 충분히, 상기 활성 물질 입자들을 탄성적으로 고정하는 것인 복합체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비-지지적 형태는 각기둥 모양, 펠렛형, 웨이퍼형, 디스크형, 막대형 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 복합체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복합체는 상기 바인더를 소결하기에 충분한 온도로 가열되는 것인 복합체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 활성 물질 입자들은 물리적 흡착(pysisorption), 화학적 흡착(chemisorption), 또는 이들의 조합에 의해 수소를 흡장하는 것인 복합체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 활성 물질 입자들은 금속 하이드라이드를 포함하는 것인 복합체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 활성 물질 입자들은 AB, AB2, A2B, AB5, BCC 금속 하이드라이드 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 복합체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 활성 물질 입자들은 LaNi5, FeTi, 또는 MmNi5(여기서 Mm은 란타나이드의 혼합물을 나타낸다)을 포함하는 것인 복합체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 활성 물질 입자들은 실리카, 알루미나, 제올라이트, 그래파이트, 활성 탄소, 나노-구조체 카본, 마이크로-세라믹스, 나노-세라믹스, 보론 나이트라이드 나노튜브, 팔라듐-함유 물질, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 복합체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 바인더는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 헥사플루오로프로필렌 비닐리덴 플루오라이드 코폴리머, 가교결합된 코폴리머 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 복합체.
  10. 제1항에 있어서, 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 복합체.
  11. 제1항에 있어서, 열 전도성 첨가제를 더 포함하는 것인 복합체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 열 전도성 첨가제는 알루미늄, 그래파이트 플레이크, 그래파이트 섬유, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 복합체.
  13. 제1항에 있어서, 흡착성 첨가제를 더 포함하는 복합체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 흡착성 첨가제는, 상기 활성 물질 입자의 수소 저장 기능을 저해할 수 있는 재료를 흡착할 수 있는 것인 복합체.
  15. 제13항에 있어서, 상기 흡착제는 활성 탄소를 포함하는 것인 복합체.
  16. 제1항에 있어서, 구조체 첨가제를 더 포함하는 복합체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 구조체 첨가제는, 카본 플레이크, 카본 나노튜브, 화이버글래스의 섬유, 카본 섬유, 카본 나노섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 복합체.
  18. 제1항에 있어서, 난연재를 더 포함하는 복합체.
  19. 제1항에 있어서, 윤활제를 더 포함하는 복합체.
  20. 제1항에 있어서, 상기 바인더는 상기 복합체의 중량을 기준으로 약 10% 미만으로 포함되는 것인 복합체.
  21. 제1항에 있어서, 상기 복합체는 약 5% 내지 약 40%의 공극률을 포함하는 것인 복합체.
  22. 제1항에 있어서, 상기 복합체는 약 28%의 공극률을 포함하는 것인 복합체.
  23. 제1항에 있어서, 상기 활성 물질 입자들은 약 20 마이크론 이하의 평균 입자 크기를 가지는 것인 복합체.
  24. 제3항에 있어서, 상기 복합체는 상기 활성 물질의 소결 온도 미만의 온도까지 가열되는 것인 복합체.


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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170140292A (ko) * 2015-04-22 2017-12-20 알케마 인코포레이티드 중합성 결합제 서브-마이크론 입자를 갖는 다공성 물품

Families Citing this family (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8518856B2 (en) * 2003-05-30 2013-08-27 Indiana University Research And Technology Corporation Solid-state hydrogen storage media and catalytic hydrogen recharging thereof
US20060283864A1 (en) * 2005-02-10 2006-12-21 Angstrom Power Shipping container and method of use
KR20080004624A (ko) * 2005-04-22 2008-01-09 안그스트롬 파워 인코퍼레이티드 복합 수소 저장 재료 및 그와 관련된 방법
US8372184B2 (en) * 2005-04-22 2013-02-12 Societe Bic Composite hydrogen storage material and methods related thereto
CA2636473C (en) 2006-01-09 2014-11-18 Angstrom Power Incorporated Portable fuel cell systems and methods therefor
JP4957007B2 (ja) * 2006-02-03 2012-06-20 日産自動車株式会社 水素発生システム、燃料電池システム及び燃料電池車両
US7563305B2 (en) 2006-06-23 2009-07-21 Angstrom Power Incorporated Fluid enclosure and methods related thereto
EP2089652B1 (en) * 2006-11-07 2015-02-25 Société BIC Magnetic fluid coupling assemblies and methods
US8656793B2 (en) 2006-12-22 2014-02-25 Societe Bic State of charge indicator and methods related thereto
US8286464B2 (en) * 2006-12-22 2012-10-16 Societe Bic Sensing device and methods related thereto
US8166833B2 (en) * 2006-12-22 2012-05-01 Socíété BIC State of charge indicator and methods related thereto
EP2114790B1 (en) * 2007-01-24 2013-10-02 Colormatrix Holdings, Inc. Scavenging oxygen
DE102007009295A1 (de) * 2007-02-16 2008-08-21 Varta Microbattery Gmbh Galvanisches Element mit hoher Kapazität
FR2913417B1 (fr) * 2007-03-06 2009-11-20 Ceram Hyd Procede et unite de stockage d'hydrogene
US7926650B2 (en) * 2007-03-21 2011-04-19 Angstrom Power Incorporated Interface for flexible fluid enclosures
KR101522418B1 (ko) 2007-03-21 2015-05-21 소시에떼 비아이씨 유체 다기관 및 그 방법
US8372561B2 (en) 2007-03-21 2013-02-12 Societe Bic Composite fluid storage unit with internal fluid distribution feature
US8133629B2 (en) 2007-03-21 2012-03-13 SOCIéTé BIC Fluidic distribution system and related methods
US8679694B2 (en) * 2007-03-21 2014-03-25 Societe Bic Fluidic control system and method of manufacture
EP2152403B1 (en) * 2007-05-08 2020-12-23 Waters Technologies Corporation Separation media and apparatus
FR2916906B1 (fr) * 2007-05-28 2009-10-02 Ceram Hyd Soc Par Actions Simp Membrane echangeuse protonique et cellule comportant une telle membrane
ITRM20070618A1 (it) * 2007-11-28 2009-05-29 Massimiliano Lucci Materiali nanocompositi ibridi per lo stoccaggio di idrogeno.
FR2924707B1 (fr) * 2007-12-10 2010-12-24 Centre Nat Rech Scient Materiau de stockage d'hydrogene a base d'hydrure de magnesium
FR2924787B1 (fr) 2007-12-10 2010-02-12 Centre Nat Rech Scient Reservoir de stockage d'hydrogene.
FR2928492B1 (fr) * 2008-03-06 2011-10-21 Ceram Hyd Materiau pour un dispositif electrochimique.
JP5394767B2 (ja) * 2008-03-12 2014-01-22 国立大学法人北海道大学 水素吸放出シートの製造方法
US7759287B2 (en) * 2008-06-09 2010-07-20 Salyer Ival O Composition and method for fuel gas storage and release
US8133303B2 (en) * 2008-07-02 2012-03-13 Schwab James J Apparatus and method for controlling mercury pollution from a cement plant
US8865370B2 (en) * 2008-08-05 2014-10-21 Societe Bic Energy storage integrated framework for portable electronic devices
WO2010036761A2 (en) * 2008-09-24 2010-04-01 Alliance For Sustainable Energy, Llc Hydrogen-based electrochemical energy storage
US20100078122A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-01 Angstrom Power Incorporated Methods of manufacturing fluid storage components
US8864855B2 (en) 2008-10-01 2014-10-21 Societe Bic Portable hydrogen generator
FR2939784B1 (fr) * 2008-12-16 2012-02-03 Centre Nat Rech Scient Reservoir adiabatique d'hydrure metallique
TWI371427B (en) * 2009-03-13 2012-09-01 Ind Tech Res Inst Solid state hydrogen fuel with polymer matrix and fabrication methods thereof
TWI371888B (en) * 2009-04-16 2012-09-01 Ind Tech Res Inst Hydrogen supply device
US9242897B2 (en) * 2009-05-18 2016-01-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Aqueous dispersions and methods of making same
US9126834B2 (en) * 2009-11-10 2015-09-08 GM Global Technology Operations LLC Hydrogen storage materials
US9005572B2 (en) * 2009-12-10 2015-04-14 Honeywell International Inc. Hydrogen generator
JP2012092963A (ja) * 2010-09-29 2012-05-17 Sanyo Electric Co Ltd 燃料容器、水素残量検出システムおよび燃料電池システム
US8079464B2 (en) * 2010-12-30 2011-12-20 Ford Global Technologies, Llc Hydrogen storage materials
DE102011008387A1 (de) * 2011-01-12 2012-07-12 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Wasserstoffspeichermaterialien
US9689624B2 (en) * 2011-11-18 2017-06-27 GM Global Technology Operations LLC Method for mitigating thermal propagation of batteries using heat pipes
WO2013145776A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Fuel cell system comprising a detachable fuel cartridge including a hydrogen storage alloy
WO2013165983A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Ticona Llc Processes and sorbents for separation of gases by cyclic adsorption
US9506603B2 (en) * 2012-09-14 2016-11-29 GM Global Technology Operations LLC Metal hydrides with embedded metal structures for hydrogen storage
US9279541B2 (en) 2013-04-22 2016-03-08 Air Products And Chemicals, Inc. Method and system for temperature-controlled gas dispensing
WO2014182861A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Arkema Inc. Block products incorporating small particle thermoplastic binders and methods of making same
DE102014006372A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Schichten eines Wasserstoffspeichers und deren Herstellung
DE102014006370A1 (de) 2014-05-05 2015-11-05 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Wasserstoffspeicher mit einem hydrierbaren Material und ein Verfahren
DE102014006377A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Wasserstoffspeicher mit einem hydrierbaren Material und einer Matrix
DE102014006375A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Granulen aus einem hydrierbaren Material
DE102014006369A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Wasserstoffspeicher rnit einem Verbundmaterial und ein Verfahren zur Herstellung
DE102014006379A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Wasserstoffspeichernde Komponenten aus Schlicker nebst Vorrichtung und Verfahren dafür
EP3152475A4 (en) * 2014-06-09 2017-12-20 University Of The Western Cape Metal hydride bed, metal hydride container, and method for the making thereof
WO2016172430A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-27 Keystone Engineering Company Center of mass control of liquid tanks for spacecraft use
KR20170033690A (ko) 2015-09-17 2017-03-27 (주)원익머트리얼즈 메탈아민 제조 시스템 및 이를 이용한 메탈아민 제조방법
US11333303B2 (en) 2015-10-21 2022-05-17 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Hydrogen storage composition, hydrogen storage container and method for producing hydrogen storage container with hydrogen storage composition
CN106608616B (zh) * 2015-10-21 2020-05-08 亚太燃料电池科技股份有限公司 储氢组合物及其储氢容器的制造方法
US10024498B2 (en) * 2015-10-21 2018-07-17 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Hydrogen storage composition, hydrogen storage container and method for producing hydrogen storage container with hydrogen storage composition
WO2017096474A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-15 Atomic Energy Of Canada Limited / Énergie Atomique Du Canada Limitée Hydrogen storage assembly
KR102431511B1 (ko) 2016-07-01 2022-08-12 인제비티 사우스 캐롤라이나, 엘엘씨 가스 저장 및 방출 시스템에서의 체적 용량의 증대 방법
WO2018142491A1 (ja) * 2017-01-31 2018-08-09 株式会社ジャパンブルーエナジー 水素吸蔵カートリッジ
CN109584970A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 北京有色金属研究总院 一种传统金属材料吸氢反应的模拟方法
DE102018104830A1 (de) 2018-03-02 2019-09-05 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Wasserstoffspeichervorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Wasserstoffspeichervorrichtung
CN109970024B (zh) * 2019-03-21 2022-12-09 江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司 一种高导热性的储氢材料及其制备方法
EP3990170A4 (en) * 2019-06-25 2023-11-15 Arkema Inc. CROSS-LINKED BINDER COMPOSITION
CN110482488B (zh) * 2019-09-11 2021-12-14 广东省稀有金属研究所 一种复合储氢材料、制备方法及其应用
EP3901086A1 (en) 2020-04-21 2021-10-27 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Material and generator for generating hydrogen gas
CN112589091A (zh) * 2020-12-10 2021-04-02 中国科学院金属研究所 一种储氢合金粉末/二氧化硅复合球体及其制备方法
CN114046444A (zh) * 2021-08-02 2022-02-15 有研工程技术研究院有限公司 一种固态储氢装置

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2550584A1 (de) 1975-11-11 1977-05-12 Deutsche Automobilgesellsch Formbestaendiges wasserstoffspeichermaterial
US4360569A (en) 1980-03-12 1982-11-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Porous metal hydride composite and preparation and uses thereof
IL66552A (en) 1982-08-15 1985-12-31 Technion Res & Dev Foundation Method for preparing improved porous metal hydride compacts and apparatus therefor
JPS59147032A (ja) * 1983-02-14 1984-08-23 Santoku Kinzoku Kogyo Kk 水素吸蔵合金成形体
JPS59219429A (ja) * 1983-05-25 1984-12-10 Toyobo Co Ltd 多孔性水素吸蔵用金属成形体
US4799360A (en) 1986-06-12 1989-01-24 William B. Retallick Method of binding a metal hydride to a surface
JPS63147801A (ja) * 1986-12-11 1988-06-20 Dainippon Printing Co Ltd 水素吸蔵体およびその製造方法
JPH01246101A (ja) * 1988-03-29 1989-10-02 Kanebo Ltd 水素吸蔵多孔体及びその製造法
US5512087A (en) * 1992-05-12 1996-04-30 Newport Petroleum Petroleum vapor control apparatus
JP3286475B2 (ja) * 1994-10-04 2002-05-27 三洋電機株式会社 水素吸蔵合金成形体
US5527638A (en) * 1993-06-30 1996-06-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hydrogen storage alloy electrode and sealed-type nickel-metal hydride storage battery using the same
US5360461A (en) 1993-08-23 1994-11-01 United Technologies Corporation Polymeric storage bed for hydrogen
JPH08109402A (ja) * 1994-10-07 1996-04-30 Sanyo Electric Co Ltd 水素吸蔵体及びその製造方法
US5662729A (en) * 1994-10-04 1997-09-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Shaped body of hydrogen absorbing alloy and container packed with hydrogen absorbing alloy
US6015041A (en) * 1996-04-01 2000-01-18 Westinghouse Savannah River Company Apparatus and methods for storing and releasing hydrogen
JP3535955B2 (ja) * 1997-08-01 2004-06-07 清川メッキ工業株式会社 水素吸蔵材およびその製造方法
US6143052A (en) * 1997-07-03 2000-11-07 Kiyokawa Plating Industries, Co., Ltd. Hydrogen storage material
US6267299B1 (en) 2000-04-05 2001-07-31 Nelson Irrigation Corporation Nutating sprinkler with gimbal bearing
US6520219B2 (en) 2000-09-08 2003-02-18 Materials And Electrochemical Research (Mer) Corporation Method and apparatus for storing compressed gas
US6596055B2 (en) 2000-11-22 2003-07-22 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen storage using carbon-metal hybrid compositions
JP2003172499A (ja) * 2001-09-28 2003-06-20 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 水素貯蔵装置
US6620225B2 (en) * 2002-01-10 2003-09-16 Advanced Technology Materials, Inc. Adsorbents for low vapor pressure fluid storage and delivery
ATE502263T1 (de) * 2002-07-22 2011-04-15 Daikin Ind Ltd Entfeuchtungselement und f r dieses verwendetes absorbierelement
US20040065171A1 (en) 2002-10-02 2004-04-08 Hearley Andrew K. Soild-state hydrogen storage systems
WO2004065001A1 (en) * 2003-01-22 2004-08-05 Camfil Ab Filter structure, filter panel comprising the filter structure and method for manufactuirng the filter structure.
US7404842B1 (en) 2003-01-23 2008-07-29 Jesse Wainright Microfabricated hydrogen storage device and metal hydride fuel cell/battery
US20050241479A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-03 Foamex L.P. Filter materials for absorbing hydrocarbons
US20060248921A1 (en) * 2004-11-18 2006-11-09 Hosford Christian S Landfill gas purification and liquefaction process
KR20080004624A (ko) 2005-04-22 2008-01-09 안그스트롬 파워 인코퍼레이티드 복합 수소 저장 재료 및 그와 관련된 방법
US20070166586A1 (en) 2005-12-30 2007-07-19 Kevin Marchand Passive-pumping liquid feed fuel cell system
US8372561B2 (en) 2007-03-21 2013-02-12 Societe Bic Composite fluid storage unit with internal fluid distribution feature

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170140292A (ko) * 2015-04-22 2017-12-20 알케마 인코포레이티드 중합성 결합제 서브-마이크론 입자를 갖는 다공성 물품

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