ALEACIONES PARA ALMACENAMIENTO DE HIDROGENO BASADAS EN MAGNESIO MODIFICADO
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención actual se refiere generalmente a aleaciones para almacenamiento de hidrógeno y más precisamente aleaciones, que son útiles como un material de suministro de hidrógeno para proporcionar energía a motores de combustión interna o vehículos de pilas de combustible. Específicamente la invención se refiere a aleaciones para almacenamiento de hidrógeno basadas en Mg modificado. Se han producido por primera vez aleaciones basadas en Mg que tienen capacidades para almacenamiento de hidrógeno mayores de aproximadamente 4% en peso, una presión de meseta equivalente a Mg2Ni, y un bajo calentamiento de formación por el diseño atómico de la aleación de Mg y el ajuste al ambiente atómico local de la misma. En el pasado se ha dado considerable atención al uso del hidrógeno como un combustible o suplemento de combustible. Mientras que las reservas de petróleo del mundo se están agotando rápidamente, el suministro de hidrógeno permanece virtualmente ilimitado. El hidrógeno puede producirse a partir de carbón o formarse por la electrólisis de agua. Además, el hidrógeno puede producirse sin el uso de combustibles fósiles, tal como por electrólisis del agua usando energía solar o nuclear. Además, el hidrógeno, aunque actualmente más caro que el petróleo, es un combustible de costo relativamente bajo. El hidrógeno tiene la mayor densidad de energía por unidad de peso que cualquier combustible químico y es esencialmente no contaminante puesto que el principal subproducto de la quema de hidrógeno es el agua . Mientras que el hidrógeno tiene amplia aplicación potencial como un combustible, una desventaja principal en su utilización, especialmente en usos móviles tal como el impulso de vehículos, ha sido la falta de medio de almacenamiento de hidrógeno de peso ligero aceptable. El almacenamiento de hidrógeno como un gas comprimido involucra el uso de recipientes grandes y pesados. En un recipiente o tanque de acero de diseño común sólo aproximadamente 1% del peso total está comprendido de gas hidrógeno cuando se almacena en el tanque a una presión típica de 136 atmósferas. Para obtener cantidades equivalentes de energía, un recipiente de gas hidrógeno pesa aproximadamente treinta veces el peso de un recipiente de gasolina. El hidrógeno también puede almacenarse como un líquido. El almacenamiento como un líquido, sin embargo, presenta un serio problema de seguridad cuando se usa como un combustible para vehículos de motor puesto que el hidrógeno es extremadamente inflamable. El hidrógeno líquido también debe mantenerse extremadamente frío, por debajo de -253 grados C, y es altamente volátil si se derrama. Además, el hidrógeno es caro de producir y la energía necesaria para el proceso de licuefacción es una fracción principal de la energía que puede generarse al quemar_el hidrógeno. El almacenamiento de hidrógeno como un hidruro sólido puede proporcionar un mayor porcentaje en peso de almacenamiento que el almacenamiento como un gas comprimido o un líquido en tanques a presión. También, el almacenamiento de hidrógeno en un hidruro sólido presenta menos problemas de seguridad que aquellos causados que el hidrógeno almacenado en recipientes como un gas o un líquido. Un material para almacenamiento de hidrógeno deseable^ debe tener una alta capacidad de almacenamiento en relación con el peso del material, una temperatura de desorción adecuada, buena cinética, buena reversibilidad, resistencia al envenenamiento por contaminantes incluyendo aquellos presentes en el gas hidrógeno y ser de un costo relativamente bajo. Si el material falla en poseer cualquiera de estas características no será aceptable para amplia utilización a escala comercial. Una alta capacidad de almacenamiento de hidrógeno por unidad de peso del material es una consideración importante en las aplicaciones en donde el hidruro no permanece estacionario. Una baja capacidad de almacenamiento de hidrógeno en relación con el peso del material reduce el kilometraje y en consecuencia el margen del vehículo hace al uso de tales materiales impráctico. Una baja temperatura de desorción es deseable para reducir la cantidad de energía requerida para liberar el hidrógeno. Además, una temperatura relativamente baja de desorción para liberar el hidrógeno almacenado es necesaria para la utilización eficiente del calentamiento de escape disponible de los vehículos, maquinaria, u otro equipo similar. Se necesita buena reversibilidad para permitir que el material para almacenamiento de hidrógeno sea capaz de ciclos repetidos de absorción-desorción sin pérdida significativa de sus capacidades y almacenamiento de hidrógeno. Son necesarias buenas cinéticas para permitir que el hidrógeno sea absorbido o desorbido en un período de tiempo relativamente corto. Se requiere resistencia a los contaminantes a los cuales puede estar sometido el material durante la fabricación y utilización para prevenir una degradación del funcionamiento aceptable. Los materiales para almacenamiento de hidrógeno huéspedes metálicos de la técnica anterior incluyen magnesio, magnesio níquel, vanadio, hierro-titanio, lantano pentaníquel y aleaciones de estos otros metales. Ningún material de la técnica anterior, sin embargo, tiene todas las propiedades requeridas para un medio de almacenamiento para utilización comercial generalizada. Así, mientras que se han propuesto muchos sistemas de hidruro metálico, los sistemas de Mg se han estudiado considerablemente siempre puesto que el almacenamiento para hidrógeno se reportó primero en Mg2Ni . Los sistemas de Mg son de gran interés debido a su gran capacidad para almacenamiento de hidrógeno. Sin embargo, como se discutió anteriormente, los sistemas para almacenamiento de hidrógeno de Mg no se han usado comercialmente a la fecha debido a las desventajas inherentes en el mismo. Mientras que el magnesio puede almacenar grandes cantidades de hidrógeno, sus desventajas principales son alta temperatura de absorción-desorción, baja presión de meseta, cinética extremadamente lenta y gran calor de formación de hidruro (~75 kJ/ ol) . Por ejemplo, el hidruro de magnesio es capaz teóricamente de almacenar hidrógeno en aproximadamente 7.6% en peso calculado usando la fórmula: porcentaje de almacenamiento=H/H+M, en donde H es el peso del hidrógeno almacenado y M es el peso del mateirial para almacenar el hidrógeno (todos los porcentajes de almacenamiento referidos posteriormente se calculan con base en esta fórmula) . Mientras que una capacidad de almacenamiento de 7.6% es adecuada para un almacenamiento de hidrógeno para uso en impulsar vehículos, las características para almacenamiento de hidrógeno distintos al magnesio la hacen comercialmente inaceptable para uso generalizado. El magnesio es muy difícil de activar. Por ejemplo, la Patente Norteamericana No. 3,479,165 describe que es necesario activar el magnesio para eliminar las barreras superficiales a temperaturas de 400°C a 425°C y 1000 psi durante varios días para obtener una conversión razonable (90%) al" estado de hidruro. Además, la desorción de tales hidruros requiere típicamente calentar a temperaturas relativamente altas antes que comience la desorción de hidrógeno. La patente antes mencionada establece que el material MgH2 debe calentarse a una temperatura de 277°C, antes que se inicie la desorción, y se requieren temperaturas y tiempos significativamente superiores para alcanzar una producción de operación aceptable. La alta temperatura de desorción hace al hidruro de magnesio inadecuado para muchas aplicaciones, en particular aplicaciones en donde se desea utilizar calor de desecho para la desorción tal como el calor de escape de los motores de combustión. Las aleaciones basadas en Mg se han considerado también para almacenar hidrógeno. Las dos estructuras cristalinas de aleación de Mg principales investigadas han sido los sistemas de aleación A2B y AB2. En el sistema A2B, se han estudiado considerablemente las aleaciones de Mg2Ni debido a su moderada capacidad para almacenar hidrógeno, y menor calor de formación ('64 kJ/mol) que Mg . Sin embargo, debido a que Mg2Ni tiene una capacidad de almacenamiento de solamente 3.6% en peso de hidrógeno, se ha intentado mejorar las propiedades de hidrogenación de estas aleaciones a través de la aleación mecánica, molido mecánico y sustituciones de elementos. Por ejemplo, en las Patentes Norteamericanas 5,506,069 y 5,616,432 (las descripciones de las cuales se incorporan en la presente para referencia) , Ovshinsky et al, han modificado aleaciones de Mg-Ni sin fase Laves para trabajo electroquímico. Más recientemente, se ha intentado formar aleaciones de tipo MgNi2 para uso en almacenamiento de hidrógeno. Véase Tsushio et al, Hydrogenation Properties of Mg-based Laves Phase Alloys, Journal of Alloys and Compounds, 269 (1998), 219-233. Tsushi et al. determinaron que no se han reportado hidruros de estas aleaciones, y no tuvieron éxito para modificar las aleaciones de MgNi2 para formar materiales para almacenamiento de hidrógeno. Finalmente, se ha hecho algún trabajo en aleaciones de alto contenido de Mg o Mg modificado con elementos. Por ejemplo, en la Solicitud Norteamericana co-pendiente No. de Serie 119/066,185, Sapru, et al ha producido materiales de Mg-Ni-Mo mecánicamente aleados que contienen más de 80 por ciento atómico de Mg, para almacenamiento térmico de hidrógeno. Estas aleaciones se forman mezclando los ingredientes elementales en las proporciones adecuadas en un molino de bolas o moledora y aleando mecánicamente los materiales durante un número de horas para proporcionar la aleación mecánica. Mientras que estas aleaciones tienen capacidades para almacenamiento mejoradas en comparación con las aleaciones de Mg2Ni tienen bajas presiones de meseta. Otro ejemplo de aleación de alto contenido de Mg modificada se describe en la Patente Norteamericana No. 4,431,561 (?561) para Ovshinsky et al., la descripción de la cual se incorpora por la presente para referencia. En la patente 561, se produjeron películas delgadas de aleaciones para almacenamiento de hidrógeno de alto contenido de Mg por pulverización catódica. Una vez más, mientras que estos materiales tenían altas capacidades de almacenamiento, sus presiones de meseta eran bajas, no proporcionando así las propiedades de hidrogenación adecuadas. En la Patente Norteamericana No. 4,623,597 ("la patente 597") , el contenido de la cual se incorpora para referencia, uno de los inventores actuales, Ovshmshy, describe materiales para almacenamiento de hidrógeno de componentes múltiples desordenados para uso como electrodos negativos en celdas electroquímicas por primera vez. En esta patente, Ovshinsky describe como los materiales desordenados pueden ajustarse para aumentar en gran medida las características de almacenamiento de hidrógeno y reversibilidad. Tales materiales desordenados son amorfos, microcristalinos, orden de margen intermedio, y/o policristalinos (que carecen de un orden de composición a largo plazo) en donde el material policristalino incluye modificación y desorden de posición, de traslación, de composición, de topología. La estructura de los materiales activos de estos materiales desordenados consisten de una matriz huésped de uno o más elementos y modificadores incorporados dentro de esta matriz huésped. Los modificadores mejoran el desorden de los materiales resultantes y crean así un mayor número y espectro de sitios catalíticamente activos y sitios para almacenamiento de hidrógeno. Los materiales de electrodo desordenados de la patente '597 se formaron a partir de elementos de peso ligero, a bajo costo por cualquier número de técnicas, lo cual asegura la formación de principalmente fases metastables sin equilibrio que resultan en alta energía y densidades de potencia y bajo costo. El material desordenado resultante de bajo costo, alta densidad de energía permitió- utilizar las baterías más ventajosamente como baterías secundarias, pero también como baterías primarias . El ajuste de la estructura local y el orden químico de los materiales de la patente ?597 fue de gran importancia para lograr las características deseadas. Las características mejoradas de los ánodos de la patente ?597 se lograron manipulando el orden químico local y en consecuencia el orden de estructura local por la incorporación de elementos modificadores seleccionados dentro de una matriz huésped para crear un material desordenado deseado. El material desordenado tenía las configuraciones electrónicas deseadas que resultaron en un gran número -de sitios activos. La naturaleza y número de los sitios para almacenamiento se diseñó independientemente de los ^sitios catalíticamente activos . Los modificadores multiorbitales, por ejemplo elementos de transición, proporcionaron un número en gran medida aumentado de sitios de almacenamiento debido a las diversas configuraciones de unión disponibles, resultando así en un aumento en la densidad de energía. La técnica de modificación proporciona especialmente materiales sin equilibrio que tienen diversos grados de desorden proporciona configuraciones de unión únicas, traslape orbital y en consecuencia un espectro de sitios de unión. Debido a los diferentes grados de traslape orbital y la estructura desordenada, una cantidad insignificante de re-arreglo estructural ocurre durante los ciclos de carga/descarga o los períodos de descanso entre los mismos que resulta en vida de anaquel y ciclos largos . La batería mejorada de la patente ?597 incluye materiales de electrodo que tienen ambientes .químicos locales hechos a la medida que se diseñaron para producir alta eficiencia de carga y descarga electroquímica y alta producción de carga eléctrica. La manipulación del ambiente químico local de estos materiales se hizo posible por la utilización de una matriz huésped que puede, de acuerdo con la patente ?597, modificarse químicamente con otros elementos para crear una densidad en gran medida aumentada de sitios catalíticamente activos para la disociación de hidrógeno y también de sitios para almacenamiento de hidrógeno. Los materiales desordenados „de la patente ?597 se diseñaron para tener configuraciones electrónicas inusuales que resultaron de las diversas interacciones tridimensionales de los átomos constituyentes y sus diversos orbitales. El desorden provino de las relaciones de composición, de posición y de traslación de los átomos . Los elementos seleccionados se utilizaron para modificar adicionalmente el desorden por su interacción por estos orbitales para crear los ambientes químicos locales deseados. La topología interna que se generó por estas configuraciones también permitió la difusión selectiva de los átomos e iones. La invención que se describió en la patente ?597 hizo estos materiales ideales para el uso especificado puesto que uno podía controlar independientemente el tipo y número de sitios catalíticamente activos y^ de almacenamiento. Todas las propiedades anteriores no _solamente hicieron una diferencia cuantitativa importante, sino que cambio cualitativamente los materiales así que sobrevinieron materiales nuevos únicos. El desorden descrito en la patente ?597 puede ser de una naturaleza atómica en la forma de desorden de composición o de configuración proporcionado a través de la masa del material o en regiones numerosas del material. El desorden también puede introducirse dentro de la matriz huésped creando fases microscópicas dentro del material que imita el desorden de composición o configuración a nivel atómico en virtud de la relación de una fase a otra. Por ejemplo, los materiales desordenados pueden crearse introduciendo regiones microscópicas de un tipo o tipos diferentes de fases cristalinas, o introduciendo regiones de una fase o fases amorfas, o introduciendo regiones de una fase o fases amorfas además de las regiones de una fase o fases cristalinas. Las interfases entre estas diversas fases pueden proporcionar superficies que son ricas en ambientes químicos locales que proporcionan numerosos sitios deseables para almacenamiento de hidrógeno electroquímico. Estos mismos principios pueden aplicarse dentro de una fase de estructura sencilla. Por ejemplo, se introduce dentro del material desorden de composición que puede alterar radicalmente el material en una forma planeada para lograr resultados mejorados y únicos importantes, usando los principios de Ovshinsky de desorden a una escala atómica o microscópica . Una ventaja de los materiales desordenados de la patente ?597 era su resistencia al envenenamiento. Otra ventaja era su capacidad para modificarse en un margen sustancialmente continuo de diversos porcentajes de elementos modificadores. Esta capacidad permite manipular la matriz huésped por modificadores para ajuste_a la medida o diseñar materiales para almacenamiento de hidrógeno con todas las características deseables, es decir, alta eficiencia de carga/descarga, alto grado de reversibilidad, alta eficiencia eléctrica, vida de ciclo larga, alta densidad de almacenamiento de energía, sin envenenamiento y cambio de estructura mínimo. Estos mismos atributos no "'se han logrado, hasta ahora, para aleaciones para almacenamiento de hidrógeno térmicas. Por lo tanto, ha existido una necesidad fuertemente sentida en la técnica para materiaies de aleación de alta capacidad, alta presión de meseta, bajo calor de formación, bajo costo, peso ligero para almacenamiento de hidrógeno térmico . El objeto de la invención actual es una aleación para almacenamiento de hidrógeno de magnesio modificada que es útil como un material de suministro de hidrógeno para proporcionar energía a motores de combustión interna o vehículos de pilas de combustible. Las aleaciones pueden modificarse para almacenar más del 4% en peso, preferiblemente más del 4.5% en peso, de mayor preferencia más del 5% en peso de hidrógeno, con una resistencia de unión de hidruro reducida (es decir, menos de aproximadamente 64 kJ/moles) permite la recuperación económica del hidrógeno almacenado. También, las aleaciones actuales tienen una presión de meseta aproximadamente dos veces mayor que la del Mg puro. Las aleaciones actuales tienen energías de unión y presiones de meseta comparables a las aleaciones de Mg2Ni, reduciendo a la vez la cantidad de níquel incorporado en 25-30% atómico. Este contenido de níquel reducido reduce en gran medida el costo de la aleación. También, mientras que la cinética de la aleación se mejora sobre el Mg puro, la capacidad de almacenamiento da la aleación es significativamente mayor del 3.6% en peso del material de Mg2Ni . En general, las aleaciones contienen más de aproximadamente 85 por ciento atómico de magnesio, aproximadamente 2-8 por ciento atómico de níquel, aproximadamente 0.5-5 por ciento atómico de aluminio y aproximadamente 2-7 por ciento atómico de metales de tierras raras, y mezclas de metales de tierras raras con calcio. Estos elementos de tierras raras pueden ser Mischmetal y pueden contener predominantemente Ce y La. La aleación también puede contener aproximadamente 0.5-5 por ciento atómico de sílice.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una gráfica de las curvas de PCT a 300°C para Mg, Mg2Ni, y dos aleaciones de la invención actual FC-23 y FC-45; la Figura 2 es una gráfica XRD de una aleación conforme a la invención actual FC-23; la Figura 3 es una gráfica XRD de una aleación conforme a la invención actual FC-45; la Figura 4 es una gráfica de por ciento en peso de almacenamiento de hidrógeno versus tiempo de las curvas de desorción a 300°C para la aleación FC-23 en los ciclos 4o, 6o, 9o y 13avo; la Figura 5 es una gráfica de las curvas de adsorción y desorción PCT a 300°C para la muestra FC-45; la Figura 6 es una gráfica ide por ciento en peso del almacenamiento de hidrógeno versus tiempo de las curvas de adsorción y desorción a 300°C para la aleación FC-45; la Figura 7 muestra una modalidad de la invención actual en donde un medio de soporte unido con el material de aleación para almacenamiento de hidrógeno se enrolla en espiral dentro de una bobina; la Figura 8 muestra una modalidad alternativa de la invención actual en donde un medio de soporte unido al material de aleación para el almacenamiento de hidrógeno se ensambla como una pluralidad de discos apilados;
la Figura 9, muestra una representación esquemática de un sistema de suministro de gas hidrógeno que utiliza la aleación de la invención actual para proporcionar energía a un vehículo con motor de combustión interna; y la Figura 10, muestra una representación esquemática de un sistema de suministro de gas hidrógeno que utiliza la aleación de la invención actual para proporcionar energía a un vehículo con pila de combustible. Como se discutió anteriormente, el Mg almacena grandes cantidades de hidrógeno. Sin embargo, la cinética de almacenamiento de hidrógeno en Mg puro es menos que deseable. Esto es, mientras que el Mg puro puede almacenar hacia arriba de 7.6% en peso de hidrógeno, la unión Mg-H es muy fuerte (75 kJ/moles) haciendo difícil la liberación del hidrógeno almacenado y por lo tanto el Mg puro no es un material para almacenamiento de hidrógeno comercialmente viable. Se ha encontrado que, al aplicar los principios de diseño atómico y ajuste al ambiente local, puede modificarse el magnesio para almacenar más de 4% en peso, preferiblemente más de 4.5% en peso, de mayor preferencia más de 5% en peso de hidrógeno, con una fuerza de unión de hidruro reducida (es decir, menos de aproximadamente 64 kJ/moles) que permite la recuperación económica del hidrógeno almacenado. También, las aleaciones actuales tienen una presión de meseta aproximadamente dos veces mayor que el Mg puro. Así las aleaciones actuales proporcionan materiales para almacenamiento de hidrógeno de bajo peso, de bajo costo comercialmente viables. Las aleaciones actuales tienen energía de unión y presiones de meseta comparables a las aleaciones de Mg2Ni reduciendo a su vez la cantidad de níquel incorporado en 25-30% atómico. Este contenido de níquel reducido reduce en gran medida el costo de la aleación. También, mientras que se mejora la cinética de la aleación sobre la de Mg puro, la capacidad de almacenamiento de la aleación es mayor que el 3.6% en peso del material de Mg2Ni. En general las aleaciones contienen más de aproximadamente 85 por ciento atómico de magnesio, aproximadamente 2-8 por ciento -atómico de níquel, aproximadamente 0.5-5 por ciento atómico de aluminio y aproximadamente 2-7 por ciento atómico- de metaLes de tierras raras, y mezclas de metales de tierras raras. Los elementos de tierras raras pueden ser Mischmetal y pueden contener predominantemente Ce y/o La. La aleación también puede contener aproximadamente 0.5-5 por ciento atómico de silicio. Un par de ejemplos ayudará a ilustrar la invención actual. EJEMPLO 1 _ Se hizo una aleación de Mg modificada que tiene la designación FC-23 que tiene la composición: 89.10% atómico de Mg, 4.37% atómico de Ni, 1.35% atómico de Al, y 5.19% atómico de Mn (1.78% atómico de La, 2.54% atómico de Ce, 0.50% atómico ríe Nd y 0.37% atómico de Pr dentro de la aleación de Mg) . La aleación se formó mezclando los materiales de elementos iniciales en una caja de uso con guantes. La mezcla se colocó en un crisol de grafito y el crisol se colocó en un horno. El crisol tenía un orificio de nitruro de boro de 1.5mm en el fondo del mismo que se tapo con una varilla de nitruro de boro removible. El horno se bombeó hasta muy baja presión y se purgó tres veces con argón. La presión de argón dentro del horno se llevó hasta 1 psi y se mantuvo esta presión conforme el crisol se calentó a 800°C y se mantuvo a esta temperatura durante 15 minutos. Una vez que estuvo lista la fusión, la varilla de nitruro de boro se elevó y el argón se inyectó dentro del horno bajo presión. La aleación fundida fluyo fuera del cristol de grafito a través del orificio de nitruro de boro y sobre una rueda de cobre, que gira horizontalmente, no enfriada con agua. La rueda, que gira aproximadamente 2500 rpm, solidifica la aleación fundida en partículas que rebotan después de una tapa de cobre enfriada con agua que cubre la rueda que gira, y caen dentro de una vasija de "acero inoxidable en donde enfrían gradualmente. Los detalles de las propiedades de la aleación se presentan posteriormente . EJEMPLO 2 _ Se hizo una aleación de Mg modificada que tiene la designación FC-45 que tiene una composición: 90.04% atómico de Mg, 4.12% atómico de Ni, 1.24% atómico de Al, 1.00% atómico de Si y 3.59% atómico de Mm (1.55% atómico de La, 1.71% atómico de Ce, 0.30% atómico de Pr y 0.03% atómico de Nd dentro de la aleación de Mg) . La aleación se formó en la misma forma que el ejemplo 1, sin embargo, la temperatura del horno fue de_900°C y el tamaño del orificio fue 2.0 mm. La Figura 1 es una gráfica de las curvas PCT a 300°C para Mg2Ni (representada por el símbolo D) , el material del ejemplo 1, FC-23 (representado por el símbolo ?) y el material del ejemplo 2, FC-45 (representado por el símbolo 0) . Las aleaciones de la invención actual tienen una mayor presión de meseta que el Mg puro. De hecho, tienen aproximadamente la misma presión de meseta que Mg2Ni . Sin embargo, presentan capacidades de almacenamiento superiores que el 3.6% en peso de límite de Mg2Ni. El material FC-23 tiene capacidad de almacenamiento de aproximadamente 4.6% en peso y el material FC-45 tiene una capacidad de almacenamiento de aproximadamente 5.2% en peso. Los materiales de la invención actual también tienen energías de unión disminuidas en comparación con el magnesio puro (es decir, 64 kJ/mol versus 75 kJ/mol) . Las Figuras 2 y 3 son gráficas XRD de las muestras FC-23 y FC-45, respectivamente. Como puede verse estos materiales no tienen mucho magnesio libre. Las aleaciones actuales tienen principalmente una estructura Mg?2Mm (en donde Mm es Mischmetal) . También es digno de atención que no se ve estructura de Mg2Ni en las aleaciones. Se cree que la técnica de solidificación rápida usada para hacer las aleaciones actuales junto con los ingredientes de aleación apropiados crea desorden de composición y de estructura en los materiales, inhibiendo así la formación de Mg libre y componente Mg2Ni dentro de la aleación. La Figura 4 es una gráfica del por ciento en peso de almacenamiento de hidrógeno versus tiempo de curvas de desorción a 300°C para la aleación FC-23 en el 4o, 6o, 9o y 13avo ciclo. Como puede verse, una vez que se activa completamente la aleación, la aleación libera casi todo el hidrógeno almacenado en menos de 10 minutos y aproximadamente 50% del hidrógeno almacenado en un minuto. Esto es en verdad muy buena cinética, particularmente cuando se compara con el tiempo muy largo de desorción del Mg puro. La Figura 5 es una gráfica de las curvas de adsorción y desorción PCT a 300°C para la muestra FC-45. Como puede observarse, también existe histéresis en la curva de desorción. Esto es, todo el hidrógeno almacenado se recupera durante la desorción. Esto está en~ contraste con otros materiales en los cuales una porción del hidrógeno almacenado no es recuperable. La Figura 6 es una gráfica del por ciento en peso de almacenamiento de hidrógeno versus tiempo de curva de desorción a 300°C para la aleación FC-45. Una vez más, la aleación de la invención libera casi todo el hidrógeno almacenado en menos de aproximadamente 10 minutos y aproximadamente 50% del hidrogeno almacenado en un minuto. Así, la aleación presenta muy buena cinética, particularmente cuando se compara con el tiempo de desorción muy largo de Mg puro. La presente invención incluye un medio de almacenamiento de hidrógeno de hidruro metálico para almacenar hidrógeno dentro de un recipiente o tanque. En una modalidad de la presente invención, el medio de almacenamiento comprende un material de aleación para almacenamiento de hidrógeno descrito en lo anterior unido físicamente a un medio de soporte. Generalmente, el medio de soporte puede tomar la forma de cualquier estructura que pueda sostener el material de aleación para almacenamiento. Ejemplos del medio de soporte incluyen, pero no se limitan a, malla, rejilla, red, chapa espuma y placa. Cada uno puede existir como un metal o no metal. El medio de soporte puede formarse de una diversidad de materiales con ~ las características termodinámicas apropiadas que pueden proporcionar el mecanismo de transferencia de calor necesarios. Estos incluyen metales y no metales. Los metales preferidos incluyen aquellos del grupo que consiste de Ni, Al, Cu, Fe y mezclas o aleaciones de los mismos. Ejemplos .del medio de soporte que pueden formarse de metales incluyen malla de alambre, metal expandido y metal espumado. El material de aleación para almacenamiento de hidrógeno puede unirse físicamente al medio de soporte por procesos de compactación y/o sinterizado. El material de aleación se convierte primero en un polvo fino. El polvo se compacta después sobre el medio de soporte. El proceso de compactación causa que el polvo se adhiera y se vuelve una parte integral del medio de soporte. Después de la compactación, el medio de soporte que ha sido impregnado con el polvo de aleación se precalienta y después se sinteriza. El proceso de precalentamiento libera. _el exceso de humedad y desalienta la oxidación del polvo de aleación. El sinterizado se lleva a cabo en una atmósfera sustancialmente inerte a alta temperatura que contiene hidrógeno. La temperatura es suficientemente alta para promover la unión partícula a partícula del material de aleación así como la unión del material de aleación al medio de soporte. El medio de soporte/material de aleación puede empacarse dentro del recipiente/tanque en muchas configuraciones diferentes. La Figura 7 muestra una configuración 'en donde el medio de soporte/material de aleación se enrolla en espiral dentro de una bobina. La Figura 8 muestra una configuración alternativa en donde el medio de soporte/material de aleación se ensambla en el recipiente como una pluralidad de discos apilados . También son posibles otras configuraciones (por ejemplo placas apiladas) . Compactar y sinterizar el material de aleación sobre un medio de soporte aumenta la densidad de empaque del material de aleación, mejorando con eso las características termodinámicas y cinéticas del sistema para almacenamiento de hidrógeno. El contacto cercano entre el medio de soporte y el material de aleación mejora la eficiencia de la transferencia de calor dentro y fuera del material de aleación para almacenamiento de hidrógeno conforme se absorbe y desorbe el hidrógeno. Además, la distribución uniforme del medio de soporte a través del interior del recipiente proporciona una distribución igual de temperatura y calor a través del lecho del material de aleación. Esto resulta en unas velocidades más uniformes de absorción y desorción de hidrógeno a través de la totalidad del mismo, creando así un sistema para almacenamiento de energía más eficiente. Un problema cuando se usa solo polvo de aleación
(sin un medio de soporte) en lec os.para. almacenamiento de hidrógeno es el de la autocompactación debido a la reducción del tamaño de partícula. Esto es, durante ciclos repetidos de formación de hidruro y deshidrurización, los materiales de aleación se expanden y contraen conforme absorben y desorben hidrógeno. Algunos materiales de aleación se han encontrado que se expanden y contraen tanto como 25% en volumen como resultado de la introducción y liberación de hidrógeno a partir de la reja de material. Como un resultado del cambio de dimensión en los materiales de aleación, se agrietan, sufren fractura y se separan en partículas más finas y más finas. Después de ciclos repetidos, las partículas finas autocompactadas causan la transferencia ineficiente de hidrógeno así como altas tensiones que se dirigen en contra de la paredes del recipiente de almacenamiento. Sin embargo, los procesos usados para unir el material de aleación sobre el medio de soporte mantiene las partículas de aleación firmemente unidas una con otra así como al medio de soporte durante los ciclos de absorción y desorción. Además, el empaque hermético del medio de soporte dentro del recipiente sirve como un soporte mecánico que mantiene las partículas de aleación en su lugar durante la expansión, contracción y fractura del material. Las aleaciones actuales y los sistemas de material de almacenamiento son útiles como suministros de hidrógeno para muchas aplicaciones. Una aplicación tal es el campo de automóviles. Específicamente, los sistemas pueden usarse como una fuente de hidrógeno para vehículos de motor de combustión interna (ICE) o vehículos de pila de combustible (FC) . La Figura 9, muestra una representación esquemática de un sistema de suministro de gas hidrógeno para un vehículo ICE, que es para suministrar un motor 1 de hidrógeno con gas hidrógeno. El sistema tiene una porción 2 para almacenamiento de gas hidrógeno y un paso 3 de suministro de transferencia de calor desecho del motor que conduce el calor de desecho del motor (en la forma de gas de escape o refrigerante de motor) que se descarga del motor 1 a la porción 2 de almacenamiento de gas hidrógeno. El sistema también incluye un paso 4 de regreso para regresar cualquier refrigerante del motor usado para calentar el material para almacenamiento de hidrógeno de regreso al motor 1 y un respiradero 7 de gas de escape para liberar los gases de escape usados. El sistema incluye adicionalmente un paso 5 de suministro de gas hidrógeno que conduce gas hidrógeno de la porción 2 de almacenamiento de gas hidrógeno al otor 1. El paso 3 de suministro de transferencia de calor de desecho del motor se proporciona con una porción 6 que regula la temperatura la cual regula la temperatura del calentamiento de desecho a ser introducido dentro de la porción 2 de almacenamiento de gas de hidrógeno. Con tal sistema, el calor de desecho generado dentro del ICE puede usarse eficientemente para calentar el material de almacenamiento de hidrógeno para liberar el hidrógeno del mismo para usarse en el ICE. La Figura 9, muestra una representación esquemática de un sistema de suministro de gas hidrógeno para un vehículo FC, que es para suministrar una celda 8 de combustible con gas hidrógeno. El sistema tiene una porción 12 de almacenamiento de gas hidrógeno y un paso 9 de suministro de transferencia de hidrógeno/calor de desecho de la pila de combustible que conduce el calor de desecho de la pila de combustible y el hidrógeno no usado que se descarga de la celda 8 de combustible a un combustor 10 de gas hidrógeno. El calor de desecho de la pila de combustible puede estar en la forma de gases calentados o electrolito acuoso calentado. El 1 combustor 10 de hidrógeno, calienta un medio de transferencia térmico (preferiblemente en la forma del electrolito acuoso de la pila de combustible, utilizando calor de desecho de la pila 8 de combustible, y quemando hidrógeno) . El hidrógeno se suministra al combustor 10 por medio de hidrógeno usado a partir de la celda 8 de combustible, y por medio de hidrógeno fresco suministrado de la unidad 12 de almacenamiento de hidrógeno por medio de la línea 14 de suministro de hidrógeno. El medio de transferencia térmico calentado se suministra a la unidad 12 de almacenamiento de hidrógeno por medio de la línea Í3 de suministro. El sistema también incluye un paso 16 de regreso para regresar cualquier electrolito acuoso de la pila de combustible usado para calentar el material de almacenamiento de hidrógeno de regreso a la pila 8 de combustible y un respiradero 15 de gas de escape para liberar el gas del combustor usado. El sistema incluye adicionalmente un paso 11 de suministro de gas hidrógeno que conduce gas hidrógeno de la unidad 12 de almacenamiento de gas hidrógeno a la pila 8 de combustible. Mientras que la invención se_ ha descrito junto con las modalidades y procedimientos preferidos, debe entenderse que no se pretende limitar la invención a las modalidades y procedimientos descritos. Al contrario, se pretende cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalencias que puedan incluirse dentro del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas posteriores .