NL8302781A - Werkwijze en inrichting voor het bereiden van verbeterde poreuze compacte metaalhydridedeeltjes. - Google Patents

Werkwijze en inrichting voor het bereiden van verbeterde poreuze compacte metaalhydridedeeltjes. Download PDF

Info

Publication number
NL8302781A
NL8302781A NL8302781A NL8302781A NL8302781A NL 8302781 A NL8302781 A NL 8302781A NL 8302781 A NL8302781 A NL 8302781A NL 8302781 A NL8302781 A NL 8302781A NL 8302781 A NL8302781 A NL 8302781A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
metal
hydrogen
metal hydride
hydride
finely divided
Prior art date
Application number
NL8302781A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Technion Res & Dev Foundation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technion Res & Dev Foundation filed Critical Technion Res & Dev Foundation
Publication of NL8302781A publication Critical patent/NL8302781A/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/001Starting from powder comprising reducible metal compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/11Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1143Making porous workpieces or articles involving an oxidation, reduction or reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0078Composite solid storage mediums, i.e. coherent or loose mixtures of different solid constituents, chemically or structurally heterogeneous solid masses, coated solids or solids having a chemically modified surface region
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

I t * 1 N.0. 31985 *
Werkwijze en inrichting voor het bereiden van verbeterde poreuze compacte metaalhydridedeeltjes.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een 5 inrichting voor het bereiden van verbeterde poreuze compacte metaal-hydride (pmh)deeltjes. Meer in het bijzonder heeft deze uitvinding betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het bereiden van in metaal ingebedde poreuze compacte metaal-hydride(pmh)deeltjes die in staat zijn herhaalde hydrogenerings-dehydrogeneringskringlopen te weerstaan zonder 10 uiteen te vallen*
Het gebruik van waterstof - een ideale, niet verontreinigende brandstof - als alternatief voor fossiele brandstoffen is in velerlei opzichten aantrekkelijk. Waterstof is voorgesteld als arbeidsfluldum in een gesloten stelsel met gebruik van thermische energie afkomstig van 15 minderwaardige warmtebronnen om industriële verwarming en de ruimteverwarming voor woningen te verschaffen. Waterstof wordt eveneens beschouwd voor gebruik in het aandrijven van voertuigen en bij stelsels voor het beperken van elektrische pieken zoals brandstofcellen voor het vóórtbrengen van elektriciteit gedurende piekperioden van de vraag. Eveneens 20 wordt het gebruik van waterstof als chemische warmtepomp voor toepassingen bij koelen en voor het verbeteren in kwaliteit van minderwaardige thermische energie heden ten dage onderzocht.
In het Israëlische octrooischrift 55.403 van aanvraagster is een op waterstof gebaseerde werkwijze voor luchtbehandeling van voertuigen be-25 schreven, waarbij de waterstof geabsorbeerd en gedesorbeerd wordt door een metaalhydridestelsel.
Het gebruik van metaalhydriden voortgebracht in eén omkeerbare chemische reaktie met waterstof voorziet in een uitstekende oplossing voor het opslagprobleem van waterstof. Warmte moet verwijderd worden en toe-30 gevoegd worden teneinde de reakties te doen verlopen. Eenheden voor het opslaan van waterstof bestaande uit afgedichte houders met een metaalhy-dridebed en nevenstelsels voor het verwarmen, koelen en het regelen van de druk zijn gebouwd en gebruikt. Voor het werkzame gebruik van dergelijke stelsels is echter de omvang van de warmteoverdracht een belang-35 rijk probleem.
Bijgevolg zijn de meeste van de beschouwde metaalhydriden voor opslag van waterstof in overwegende mate in de vorm van poeders aanwezig en poeders hebben een zeer geringe thermische geleidbaarheid. Een slechte warmtegeleidende vermogen van een poedermetaalhydridebed beperkt bij-40 gevolg het ontwerp en de constructie van hydrideopslagstelsels met 8302781 ' ’ 2 ! gebruik van dit medium aanzienlijk. Metaalhydridepoeders hebben normali-ter een fijne deeltjesgrootte, hetgeen het nodig maakt filters te ge-bruiken om te beletten dat deeltjes in de gasstroom meegesleept worden. Bovendien doet het herhaald doorlopen van de kringloop de fijne deeltjes 5 nog kleiner worden, hetgeen tot verstopping van het filter en toename van de drukval over het hydridebed leidt. In de meeste van deze toepassingen wordt de waterstofstroom geregeld door de omvang van de warmteoverdracht. Gecompliceerde warmtewisselaars met groot oppervlaktegebied moeten bijgevolg gebruikt worden indien het snel doorlopen van de kring-10 loop vereist is.
Pogingen zijn gedaan om het warmteoverdrachtsvermogen van de me-taalhydridebedden te verbeteren. De hydriden zijn bijvoorbeeld in houders met kleine afmetingen in de richting van de warmtestroom geplaatst i en naast het hydridepoeder gevuld met een zeer poreus metallisch schuim, 15 maar het is moeilijk gebleven om deze houders voldoende tegen lekkage van waterstof af te dichten. Andere gecompliceerde warmtewisselaaruit-voeringen geplaatst binnen een bed met de in poedervormgebrachte metaal-hydriden zijn uitgeprobeerd, maar geen daarvan is in de praktijk succesvol gebleken.
20 In compacte vorm gebrachte poreuze vaste hydridedeeltjes gedragen door een dunne metalen matrix welke geen waterstof absorbeert zijn eveneens voorgesteld (M. Ron, lie I.E.C.E.C., 1976 Proceedings, biz.
954-61). Berekend is dat deze poreuze metaalhydriden een aanzienlijk verbeterde thermische geleidbaarheid en vermogen tot diffunderen zouden 25 moeten tonen (M. Ron en M. Elmelech, Inter.Symposium on Hydrides for Hydrogen-energy storage Proceedings, Noorwegen, 1977). De bereiding van dergelijke poreuze compacte metaalhydridedeeltjes is getracht met materialen zoals aluminium, nikkel en koper als de bindende metaalmatrix, door werkwijzen zoals het in vloeibare fase sinteren, het in vaste toe-30 stand sinteren en het onder hogedruk compact maken bij kamertemperatuur. Gebleken is echter, dat geen van deze werkwijzen in staat is om een compact materiaal voort te brengen dat voldoende sterk is om de spanningen veroorzaakt door de volumetoename ontstaan door de vorming van de metaalhydriden te doorstaan. Indien waterstof opgenomen wordt zwelt elk 35 hydridedeeltje op en legt een samendrukkende spanning op de aangrenzende hydridedeeltjes op, welke tot zeer hoge niveaus stijgt op een afstand van een paar coordinatiebollen. De verbindende materialen zijn niet in staat om deze spanningen te weerstaan en de compacte materialen die op deze wijze vervaardigd zijn beginnen na iën of twee hydrogenerings-dehy-40 drogeneringskringlopen uiteen te vallen, het hydride tot poeder te ver- 8302731
3 Ψ * I
kleinen en het verbeterde warmteoverdrachtsvermogen mogelijk gemaakt I
door het poreuze compact deel te verdwijnen. I
In een recent Amerikaanse octrooischrift No. 4.292.265 wordt een I
werkwijze beschreven voor het bereiden van compacte hydridedeeltjes met I
5 metallische matrix welke herhaald gehydrogeneerd en gedehydrogeneerd I
kunnen worden zonder uiteen te vallen. Volgens de voorbeelden gegeven in I
dit octrooischrift vond zelfs na 14 kringlopen geen zichtbare versplin- I
tering van de in compacte vorm gebrachte hydriden plaats. De werkwijze I
bestaat uit het bereiden van een mengsel van fijn verdeeld metaalhydride 10 en een fijn verdeeld matrixmetaal en dit in aanraking brengen met een I
vergiftigend middel (b.v. SO2 of CO) dat het metaalhydride belet bij I
kamertemperatuur en atmosferische druk te dehydrogeneren· Bij een vol** I
gende stap wordt het mengsel onder druk bij kamertemperatuur samenge*· I
perst, hetgeen de poreuze compacte hydridedeeltjes met metaalmatrix tot I
15 gevolg heeft. Hoewel herhaald gebruik, te weten veertien kringlopen met I
dit poreuze metaalhydride zonder uiteenvallen beschouwd kan worden als I
een verbetering op dit gebied van de techniek, is de werkwijze onderha- I
vig aan het nadeel van aanwezigheid van overblijfsels van de vergifti- I
gende middelen, welke uiteindelijk een nadelige invloed op de mecha- I
20 nische stabiliteit en waterstof-desorptie-eigenschappen hebben. Het ver*· I
splinteren begint echter op te treden indien het aantal hydrogenerings- I
dehydrogeneringskringlopen groter dan 14 is. Het is daarom een doeleinde I
van de onderhavige uitvinding om een werkwijze voor het bereiden van I
verbeterde pmh (poreus metaalhydride) compacte deeltjes te verschaffen 25 zonder het gebruik van vergiftigende middelen als een tussenstap. Het is I
een ander doeleinde van de onderhavige uitvinding om een werkwijze voor het bereiden van verbeterde pmh compacte deeltjes te verschaffen, welke het hydrogeneren en dehydrogeneren gedurende een praktisch onbeperkt aantal kringlopen zonder uiteen te vallen kan weerstaan.
30 Bijgevolg omvat de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het bereiden van verbeterde poreuze metaalhydriden samengesteld uit gesin*· terde in metaal ingebedde poreuze compacte metaalhydridedeeltjes welke omvat de stappen bestaande uit: a) het bereiden van een innig mengsel in poedervorm van een fijn, 35 hydrogeneerbaar metaallegeringshydride en van een fijn verdeeld materi- aal dienend als materiaal voor het inbedden; b) het hydrogeneren van het poeder door dit te laden met waterstof, en het sinteren van het gehydrogeneerde metaal-ingebedde metaalhydride in een oven waarbij waterstof toegevoerd wordt met een druk boven de 40 evenwichtsdruk horende bij de heersende temperatuur en waarbij gelijk- 8302 78 1 « ï 4 tijdig mechanische spanning opgebracht wordt.
Gebleken is dat door het uitvoeren van bovenstaande stappen het sinteren van de metaaldeeltjes plaatsvindt, waardoor de metaalhydride» deeltjes tot stabiele compacte deeltjes gebonden worden. Deze compacte 5 deeltjes hebben een voortreffelijke stabiliteit zoals blijkt uit het feit dat deze zelfs na meer dan 6000 kringlopen intakt bleven.
Volgens een andere uitvoering wordt het mengsel van metaalpoeder en een gehydrogeneerd metaalhydride verkregen in stap (b) eerst samenge*· drukt tot tabletten door gebruikelijke middelen voor het samendrukken 10 bij kamertemperatuur en waterstofdruk. Aan deze uitvoering kan voor be» paalde hydriden in het bijzonder de voorkeur gegeven worden welke een meer doortastende regeling vereisen voor het verkrijgen van het volledig hydrogeneren van een metaalhydride voor de stap van het sinteren.
Het metaal dat samen met de metaalhydridedeeltjes gesinterd moet 15 worden kan in principe elk metaal zijn dat inert is ten opzichte van wa» tërstof en onder mechanische druk bij verhoudingsgewijs lage temperatuur plastisch zal vloeien, goede warmteoverdrachtskarakteristieken zal heb*· ben, en in staat is om als bindmiddel voor de metaalhydridedeeltjes te dienen. Metalen die in het bijzonder geschikt zijn, zijn aluminium, nik*· 20 kei, en andere overgangsmetalen. De hoeveelheid van het metaal voor het inbedden in het compacte materiaal moet zo klein mogelijk gehouden wor» den om het waters tof vermogen van het metaalhydride zo hoog mogelijk te houden. Bij voorkeur zal dit in het bereik van ongeveer 7 gew.% tot on*· geveer 30 gew.% van het totale compacte materiaal liggen. De deeltjes*· 25 grootte van het inbeddende metaalpoeder is niet kritisch, maar moet ver*· houdingsgewijs klein zijn, zoals vanaf ongeveer 1*-10 ym. Er wordt even*· eens de voorkeur aan gegeven dat de materialen in hoofdzaak vrij van zuurstof gehouden worden, om het samendrukken van de deeltjes te verge*· makkelijken.
30 Gedurende de eerste stap moeten het metaalhydride (of hydrogeneer» baar metaal) en metaalpoeder grondig in elkaar gedispergeerd worden om een goed mengsel te vormen. Indien noodzakelijk kan het mengsel gedeeld worden door enig passend middel, zoals door het malen met kogels, het*· geen een goed mengsel van beide materialen verschaft en eveneens dient 35 om het hydrogeneerbare metaalhydride tot een zeer fijn poeder te ver» kleinen met een deeltjesgrootte die bij voorkeur niet groter is dan on» geveer 20 micron en gaat tot een grootte van ongeveer 5 micron. Het kan wenselijk zijn om het poeder te bevochtigen met alkohol om oxidatie van het hydride te beletten, indien dit blootgesteld wordt aan de atmosfeer 40 van de omgeving.
8302781 5 *
Gedurende de tweede stap wordt het fijnverdeelde hydrogeneerbare metaalhydride of mengsel van metaalhydride en metaalpoeder gehydroge-neerd door aanraking met waterstofgas bij een druk die voldoende is om het hydrogeneerbare metaalhydride te hydrogeneren. In het algemeen 5 bleek een druk van 700 tot ongeveer 3500 kPa bevredigend te zijn om dit uit te voeren, hoewel hogere waterstofdrukken wenselijk kunnen zijn.
Na de hydrogeneringsstap wordt volgens een uitvoering het metaalhydride en het metaalhydridepoedermengsel samengedrukt door enig geschikt samendrukkend middel bij kamertemperatuur en een druk die voldoende is 10 om het metaal plastisch te doen vloeien en de metaalhydridedeeltjes samen te binden om een compact materiaal te vormen. Normaliter bleken drukken van ongeveer 112 MPa bevredigend te zijn, hoewel drukken tot aan 210 MPa in sommige gevallen wenselijk kunnen zijn teneinde te beletten dat het compacte materiaal op een later tijdstip uiteenvalt. In dit sta-15 dium is het compacte materiaal slechts een tussenprodukt. Dergelijke tussenprodukten worden "groene produkten" genoemd in de techniek van het poedersinteren. De tabletten (groen produkt) worden in de in het bijzonder ingerichte sinterinrichting gebracht waarin hoge waterstofdruk en mechanische spanning gelijktijdig opgebracht worden. Een oven wordt rond 20 de inrichting geplaatst en een bepaalde temperatuur wordt ingesteld en nauwkeurig geregeld. Bijvoorbeeld voor tabletten bestaande uit MNi^ 15^0,85 (waarbij M "Mischmetall" betekent, een bekend mengsel van zeldzame aardmetaalelementen) een Al-poeder als inbedmetaal, bleek een sintertemperatuur van 150°C optimaal te zijn. Dienovereenkom-25 stig werd een waterstofdruk van ongeveer 25 3 30 MPa gehandhaafd, hetgeen ongeveer 4 MPa boven de evenwichtsdruk lag. Het is belangrijk dat het hydrogeneerbare metaalhydride volledig gehydrogeneerd wordt zodat de deeltjes volledig geëxpandeerd worden indien deze gesinterd worden. Dit voorkomt dat het gevormde compacte materiaal later uiteenvalt door de 30 uitbreiding van het volume van het hydrogeneerbare metaal.
Volgens een andere uitvoering, welke zowel gemakkelijker als meer economisch kan blijken, wordt het gehydrogeneerde poedermengsel rechtstreeks in de sinteroven gebracht, waarin mechanische spanning, waterstofdruk en temperatuur op het poeder opgebracht worden inplaats van op 35 tabletten die daaruit vervaardigd zijn zoals in de voorgaande uitvoering. Dit bespaart de tussenliggende stap van het eerst koude samendrukken.
De mechanische spanning die op de tabletten binnen de sinteroven opgebracht is een wezenlijk element bij het bereiden van de in metaal 40 ingebedde poreuze compacte metaalhydridedeeltjes volgens de onderhavige .......
8302781 ! ' * 4 6 9 \ \ uitvinding. Het doeleinde van de mechanische samendrukkende spanning is het vergemakkelijken van het vloeien van inbedmaterialen tijdens het sinterproces bij de verhoudingsgewijs lage temperatuur welke laag ge<* handhaafd wordt om enige chemische reaktie tussen het hydride en de me** 5 taalbestanddelen te beletten. De lage temperatuur heeft het sinteren met lage reaktiesnelheid tot gevolg, maar dit wordt in enige mate gecompen-seerd door de opgebrachte mechanische spanning, welke dient voor het stimuleren van het sinteren.
De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is geschikt voor ge·* 10 bruik met de meeste metaalhydriden, maar is in het bijzonder geschikt voor hydrogeneerbare metalen gekozen uit de groep bestaande uit legerln-gen van het type AB5, zoals La ÏÜ5, MNi^ g5 en
CaNi5 alsmede FeTi(X)**typen legeringen waarbij X het toegevoegde lege·* rende element is zoals Mn, Ni, Co en andere geschikte metalen. De werk·* 15 wijze kan aan elk herlaadbaar metaalhydridestelsel aangepast worden.
Voor een beter begrip van de uitvinding zijn de volgende tekeningen aanwezig, waarin:
Fig. 1 een schematische afbeelding is van de inrichting voor het voortbrengen van gesinterde, compacte in metaal ingebedde pmh••deeltjes 20 volgens de uitvinding, bevattende de bijzondere inrichting volgens de • uitvinding en bijbehorende inrichtingen.
Fig. 2 een dwarsdoorsnede van de sinteroven is, welke in de praktijk geschikt bleek te zijn voor de onderhavige uitvinding.
Fig. 3 een grafiek is, die de desorptie van waterstof vergelijkt in 25 vacuum uit poeder en uit gesinterde compacte, in metaal ingebedde phm-deeltjes volgens de uitvinding indien verwarmd door een omgeving van kalm water bij 50°Cj
Fig. 4 een grafiek is, die de waterstofabsorptie door een poeder en door compacte phm-deeltjes volgens de uitvinding vergelijkt, indien ver-30 warmd door een omgeving van kalm water bij 50°C, en
Fig. 5 een grafiek is die de temperatuur en druk tegen de tijd tijdens ëén kringloop van waterstof-desorptie-absorptie toont.
Uit fig. 1 blijkt, dat de tabletten vervaardigd van het mengsel van gereageerd hydride en metaalpoeders in de sintercilinder 2 geplaatst 35 worden, welke vervolgens afgedicht wordt, verbonden wordt met een toe-voerleiding 8 voor waterstof, en geplaatst in een oven (vanwege de eenvoud niet afgebeeld). De oven wordt verbonden met een temperatuurrege-lende vermogenstoevoer 6,7, terwijl de toevoerleiding voor waterstof voorzien is van een analoge drukmeetinrichting 5, en een drukaanwijzend 40 meetinstrument 4. De waterstofdruk wordt opgewekt in de hoge-tempera- 8302781 7 tuur-reaktor 1, verwarmd door een oven (niet afgebeeld), welke door een temperatuursturende vermogenstoevoer 3 van vermogen voorzien is van twee inwendige schroefdraden 9 en 10, waarin bouten 11 en 12 passen· De bouten 11 en 12 zijn langs de assen daarvan van openingen voorzien door van 5 schroefdraad voorziene gaten waarin de bouten 15 en 16 passen. Se einden van de sintercilinder zijn hermetisch af gedicht door stoppen 17 en 18.
Door stop 17 gaan buizen 19 en 25, welke dienen als verbinding naar de onder druk staande waterstoftoevoer. De stoppen zijn afgedicht door middel van zachtkoperen afdichtingen 20 en 21, zoals bekend in de stand 10 van de techniek.
Tabletten 13 en 14 vervaardigd uit een mengsel van gehydrogeneerd metaalhydride en metaalpoeders zijn in een huls 22 geplaatst, waarvan de wand op verscheidene plaatsen 26 doorboord is. Plunjers 23 en 24 zijn * r aan beide einden van de huls aangebracht, en de zo geladen huls wordt in 15 de ruimten tussen de bouten 11 en 12 geplaatst. Deze bouten worden dan naar binnen geschroefd en mechanische druk wordt op de tabletten door de plunjers 23 en 24 opgebracht door het vastdraaien van de bouten 15 en 16. Onder hogedruk staande waterstof wordt toegelaten door de buizen 19 en 25, en gaat via de schroefdraad in de ruimte ingenomen door de ta-20 bletten. Het kan aan te raden zijn om het binnendringen van waterstof te vergemakkelijken door de bouten 11 en 12 van openingen te voorzien, en om de verdeling daarvan door de ruimte tussen deze bouten te helpen door het uitwendig spiraalvormig van groeven voorzien van de wand (niet afgebeeld in de fig.) van de huls 22 naast de openingen 26 in de wand daar-25 van.
Hoewel nu in de volgende voorbeelden de uitvinding beschreven zal worden in samenhang met bepaalde voorkeursuitvoeringen, moet begrepen worden dat niet beoogd wordt de uitvinding tot deze bijzondere uitvoeringen te beperken, welke als voorbeeld gegeven worden voor doeleinden 30 van illustratieve bespreking. Het is in tegendeel het doel om alle alternatieven, wijzigingen en equivalenten die binnen het bereik van de onderhavige aanvrage vallen, te omvatten.
Voorbeeld I
35 100 g fijnverdeeld LaNig-poeder met een deeltjesgroote van 1 tot 20 ym werd gemengd met 25 gewichtsprocent fijn aluminiumpoeder met een deeltjesgrootte van ongeveer 40 ym. Het mengsel werd verdeeld door het malen in een vijzel gedurende een half uur tot het geheel gemengd was. Het verdeelde mengsel werd uit de vijzel verwijderd, geplaatst in een reak-40 tor, en gedurende 15 minuten met waterstof bij 2100 kPa in aanraking ge- 8302781 - I I. ^^^—I—d * . ' 8 % bracht, waarbij het LaNig volledig als LaNigHg gehydrogeneerd bleek te zijn. Het gehydrogeneerde poedermengsel werd dan in compacte toestand gebracht in alkohol als een beschermende vloeistof en als smeermiddel, waarbij een druk van 2100 kPa opgebracht werd bij kamertem-5 peratuur, waardoor de compacte deeltjes met ongeveer 9,75 mm diameter en 6,25-12,5 mm hoog gevormd werden. Deze "groen produkt"tabletten werden in de speciaal ingerichte sinterinrichting gebracht, waarin deze alternatief en herhaald belast werden met waterstof bij een druk van ongeveer 6300 kPa en geëvacueerd werden. Hierna werden de tabletten onderworpen 10 aan mechanische samendrukkende spanning van ongeveer 210 MPa en een wa-terstofdruk van ongeveer 25 MPa, waarbij de temperatuur gelijktijdig tot ongeveer 200°C omhooggebracht werd. De inrichting werd gedurende 75 uur onder deze omstandigheden gehouden, waarbij ,de mechanische samendrukkende spanning dagelijks hersteld werd door het aandraaien van de bouten 15 15 en 16 (fig. 2). Voor het beproeven van de opbrengst en de duurzaamheid van de zo voortgebrachte tabletten, werden deze in een kringloop vele malen gehydrogeneerd en gedehydrogeneerd, terwijl deze gevat waren in een doorzichtige cilinder. De resultaten van deze proef zijn in de figuren 3, 4 en 5 afgeheeld. Na meer dan 6000 kringlopen bleken de tabletten 20 in hoofdzaak intakt te zijn en slechts kleine zichtbare spleten ten toon te spreiden.
Voorbeeld II
Korrels van MNI^ ^FeQ gg, en een aluminiumlegering werden ge-25 durende 20 minuten in een als vijzel uitgevoerde maalinrichting verdeeld tot een deeltjesgrootte van 1-5 ym. Het mengsel van de poeders werd in een stalen reaktor gebracht en herhaald geëvacueerd en geladen met waterstof. Het poedermengsel werd in de geladen toestand uit de reaktor genomen en onder de bescherming van alkohol in een 9,75 mm matrijs ge-30 plaatst, waar het bij 2450 MPa en kamertemperatuur samengedrukt werd. Tabletten als "groen produkt" van ongeveer 0,625 mm hoog werden zo voortgebracht en in de speciaal ingerichte sinterinrichting geplaatst, waarin deze herhaaldelijk belast werden met waterstof bij ongeveer 6300 kPa en geëvacueerd werden. Vervolgens werden de tabletten onderworpen 35 aan mechanische samendrukkende spanning van ongeveer 210 MPa en een wa-terstofdruk van ongeveer 25 MPa, waarbij de temperatuur gelijktijdig tot 150°C omhoog gebracht werd. De tabletten werden onder deze omstandigheden gedurende 48 uur in de inrichting gehouden, waarbij de mechanische samendrukkende spanning dagelijks hersteld werd door het aandraaien van 40 de bouten 15 en 16 ( fig. 2).
8302781 9
Voor het beproeven ven de opbrengst en de duurzaamheid ven de ta-bletten werden deze terwijl deze zich in een doorschijnende cilinder bevonden in een kringloop gehydrogeneerd en gedehydrogeneerd. Nb meer den 6000 kringlopen bleken de tebletten intekt te zijn, waerbij enkele op-5 pervlekkige spleten nauwelijks te onderscheiden waren.
- conclusies - * r 8302781

Claims (13)

1. Werkwijze voor het bereiden van verbeterde poreuze compacte me-taalhydridedeeltjes bestaande uit een gesinterd in metaal ingebed poreus 5 metaalhydride, met het kenmerk, dat de werkwijze omvat de stappen bestaande uit: ' a) het bereiden van een innig mengsel in poedervorm, van een fijn verdeeld te hydrogeneren metaallegeringshydride en een fijn verdeeld metaal; 10 * (b) het hydrogeneren van het poeder door dit te laden met stikstof en; (c) het sinteren van het gehydrogeneerde metaal-ingebedde metaalhydride in een oven. waarbij waterstof toegevoerd bij een druk boven even-wichtsdruk behorende bij de heersende temperatuur, en waarbij gelijkt!j- 15 dig mechanische spanning opgebracht wordt.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het metaal voor het inbedden gekozen wordt uit de overgangsmetalen zoals Al, Ni, Cu.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de hoe- 20 veelheid metaal in de compacte deeltjes tussen 7 gew.% en 30 gew.% van de compacte deeltjes is.
4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de deeltjesgrootte van het fijnverdeelde metaal tussen 1 ym en 50 ym ligt.
5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het mengsel van metaalhydride en fijn verdeeld metaal een deeltjesgrootte in het bereik tussen 1 ym en 30 ym heeft.
6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het mengsel van metaalhydride en fijn verdeeld metaal gehy- 30 drogeneerd wordt door waterstof bij een druk in het bereik tussen 700 en 3500 kPa.
7. Werkwijze volgens de conclusies 1 t/m 6, met het kenmerk, dat het gehydrogeneerde metaalhydride dat het fijnverdeelde metaalhydride bevat (verkregen in stap (b)) samengedrukt wordt tot tabletten door mid- 35 del van samendrukken bij kamertemperatuur en waterstofdruk, alvorens de stap van het sinteren.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het mengsel van het gehydrogeneerde metaalhydride en fijn verdeeld metaal samengedrukt wordt onder een druk lager dan 2450 MPa. 8302781 *
9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de sinterstap uitgevoerd wordt bij een temperatuur in het bereik tussen 100 en 200°C, bij een waterstofdruk van ongeveer 25 MPa, en onder mechanische spanningen, welke alle in hoofdzaak gelijktijdig 5 opgebracht worden.
10. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het te hydrogeneren metaal gekozen wordt uit de groep bestaande uit LaNIs en ,85*
11. Sinterinrichting voor het bereiden van gesinterde in metaal in-10 gebedde compacte poreuze metaalhydridedeeltjes, met het kenmerk, dat deze omvat een cilinder die hermetisch af te sluiten is bij de einden daarvan door twee stoppen (17,18), af te dichten is door middel van af- ‘ dichtingen vervaardigd van een vouwbaar metaal (20,21) waarbij de stop- f pen voorzien zijn van buizen (19,25) waardoor onder druk staande water-15 stof ingebracht wordt, welke cilinder voorzien is van inwendig schroefdraad (9,10) waarin twee overeenkomstige bouten (15,16) passen, een huls (22) met een van openingen voorziene wand en geplaatst tussen twee bouten (11,12), waardoor de te sinteren tabletten ingebracht worden, welke huls voorzien is van twee plunjers (23,24) geplaatst bij het einde van 20 de huls.
12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het binnendringen van de waterstof in de cilinder door de bouten (11,12) vergemakkelijkt wordt.
13. Inrichting volgens conclusie 11 en 12, met het kenmerk, dat de 25 verdeling van waterstof door de bouten (11,12) vergemakkelijkt wordt door het uitwendig spiraalvormig van groeven voorzien van de van openingen voorziene wand van de huls (22). ****** 8302781 _
NL8302781A 1982-08-15 1983-08-05 Werkwijze en inrichting voor het bereiden van verbeterde poreuze compacte metaalhydridedeeltjes. NL8302781A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL66552A IL66552A (en) 1982-08-15 1982-08-15 Method for preparing improved porous metal hydride compacts and apparatus therefor
IL6655282 1982-08-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8302781A true NL8302781A (nl) 1984-03-01

Family

ID=11053697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8302781A NL8302781A (nl) 1982-08-15 1983-08-05 Werkwijze en inrichting voor het bereiden van verbeterde poreuze compacte metaalhydridedeeltjes.

Country Status (9)

Country Link
US (2) US4507263A (nl)
JP (1) JPS5973404A (nl)
CA (1) CA1193820A (nl)
DE (1) DE3329245A1 (nl)
FR (1) FR2531885B1 (nl)
GB (1) GB2126206B (nl)
IL (1) IL66552A (nl)
NL (1) NL8302781A (nl)
ZA (1) ZA835662B (nl)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE439687B (sv) * 1983-10-20 1985-06-24 Bofors Ab Sprengkammare
JPS61132501A (ja) * 1984-11-30 1986-06-20 Agency Of Ind Science & Technol 水素吸蔵合金成形体
DE3809680A1 (de) * 1988-03-17 1989-09-28 Mannesmann Ag Anlage zur verdichtung von wasserstoffgas
DE4019632C2 (de) * 1990-06-20 1996-12-19 Tetra Pak Gmbh Vorrichtung zum Erhitzen von plattenförmigen Teilen aus tiefziehfähigem Kunststoff
US5053074A (en) * 1990-08-31 1991-10-01 Gte Laboratories Incorporated Ceramic-metal articles
US5089047A (en) * 1990-08-31 1992-02-18 Gte Laboratories Incorporated Ceramic-metal articles and methods of manufacture
US5041261A (en) * 1990-08-31 1991-08-20 Gte Laboratories Incorporated Method for manufacturing ceramic-metal articles
US5188810A (en) * 1991-06-27 1993-02-23 Teledyne Industries, Inc. Process for making niobium oxide
WO1993000293A1 (en) * 1991-06-27 1993-01-07 Teledyne Industries, Inc. Method for the preparation of niobium nitride
US5234674A (en) * 1991-06-27 1993-08-10 Teledyne Industries, Inc. Process for the preparation of metal carbides
WO1993000626A1 (en) * 1991-06-27 1993-01-07 Teledyne Industries, Inc. System for controlled nitriding
US5322548A (en) * 1991-06-27 1994-06-21 Teledyne Industries, Inc. Recovery of niobium metal
US5211921A (en) * 1991-06-27 1993-05-18 Teledyne Industries, Inc. Process of making niobium oxide
US5296438A (en) * 1992-09-29 1994-03-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Dimensionally stable metallic hydride composition
US5443616A (en) * 1993-07-14 1995-08-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Metal hydride composition and method of making
DE4439782B4 (de) * 1993-11-05 2005-07-28 Sanyo Electric Co., Ltd., Moriguchi Behälter, der mit einer Anzahl von Pulvern von wasserstoffabsorbierenden Legierungen gepackt ist, und Formkörper
US6224842B1 (en) 1999-05-04 2001-05-01 Rocky Research Heat and mass transfer apparatus and method for solid-vapor sorption systems
US6282919B1 (en) 1999-07-20 2001-09-04 Rocky Research Auxiliary active motor vehicle heating and air conditioning system
US6276166B1 (en) 1999-07-20 2001-08-21 Rocky Research Auxiliary thermal storage heating and air conditioning system for a motor vehicle
US6627148B1 (en) * 1999-11-06 2003-09-30 Energy Conversion Devices, Inc. Safe, ecomomical transport of hydrogen in pelletized form
CA2389939A1 (en) * 2002-06-25 2003-12-25 Alicja Zaluska New type of catalytic materials based on active metal-hydrogen-electronegative element complexes for reactions involving hydrogen transfer
US7963116B2 (en) * 2004-02-12 2011-06-21 Battelle Memorial Institute Bulk-scaffolded hydrogen storage and releasing materials and methods for preparing and using same
US7316788B2 (en) * 2004-02-12 2008-01-08 Battelle Memorial Institute Materials for storage and release of hydrogen and methods for preparing and using same
EP1874679A4 (en) * 2005-04-22 2011-11-16 Angstrom Power Inc HYDROGEN STORAGE COMPOSITE MATERIALS AND RELATED METHODS
US8372184B2 (en) 2005-04-22 2013-02-12 Societe Bic Composite hydrogen storage material and methods related thereto
US7563305B2 (en) 2006-06-23 2009-07-21 Angstrom Power Incorporated Fluid enclosure and methods related thereto
US8133629B2 (en) 2007-03-21 2012-03-13 SOCIéTé BIC Fluidic distribution system and related methods
US8372561B2 (en) * 2007-03-21 2013-02-12 Societe Bic Composite fluid storage unit with internal fluid distribution feature
US8679694B2 (en) * 2007-03-21 2014-03-25 Societe Bic Fluidic control system and method of manufacture
US8628609B2 (en) * 2008-03-03 2014-01-14 Fredy Ornath Hydrogen storage tank
US9126834B2 (en) * 2009-11-10 2015-09-08 GM Global Technology Operations LLC Hydrogen storage materials
CN104045058B (zh) * 2014-07-01 2016-04-13 昆明冶金研究院 一种氢含量可控、不结块的不饱和氢化物制备装置及方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3943210A (en) * 1964-04-09 1976-03-09 Rockwell International Corporation Preparation of metal hydride bodies by improved powder metallurgy process
FR1486839A (fr) * 1966-07-15 1967-06-30 Degussa Installation pour le frittage sous pression de matériaux en poudre ainsi que les matériaux frittés conformes à ceux obtenus à l'aide de la présente installation ou installation similaire
FR2302287A1 (fr) * 1975-02-27 1976-09-24 Commissariat Energie Atomique Procede et appareillage de frittage sous charge
FR2407169A1 (fr) * 1977-10-27 1979-05-25 Raffinage Cie Francaise Procede de preparation d'une reserve d'hydrogene et applications de ce procede.
IL55403A (en) * 1978-08-21 1981-12-31 Technion Res & Dev Foundation Method and apparatus for airconditioning of vehicles using a hydrogen heat pump
US4292265A (en) * 1980-01-21 1981-09-29 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for preparing porous metal hydride compacts
US4325734A (en) * 1980-03-27 1982-04-20 Mcgraw-Edison Company Method and apparatus for forming compact bodies from conductive and non-conductive powders

Also Published As

Publication number Publication date
FR2531885B1 (fr) 1986-08-29
GB2126206A (en) 1984-03-21
IL66552A0 (en) 1982-12-31
ZA835662B (en) 1984-04-25
IL66552A (en) 1985-12-31
GB8321743D0 (en) 1983-09-14
JPS5973404A (ja) 1984-04-25
US4607826A (en) 1986-08-26
DE3329245C2 (nl) 1988-07-14
US4507263A (en) 1985-03-26
JPS6316322B2 (nl) 1988-04-08
GB2126206B (en) 1986-08-13
DE3329245A1 (de) 1984-02-23
CA1193820A (en) 1985-09-24
FR2531885A1 (fr) 1984-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8302781A (nl) Werkwijze en inrichting voor het bereiden van verbeterde poreuze compacte metaalhydridedeeltjes.
US4292265A (en) Method for preparing porous metal hydride compacts
Hahne et al. Thermal conductivity of metal hydride materials for storage of hydrogen: experimental investigation
Ron et al. Preparation and properties of porous metal hydride compacts
CA1178790A (en) Flexible means for storing and recovering hydrogen
GB1604506A (en) Hydride heat pump
US4360569A (en) Porous metal hydride composite and preparation and uses thereof
US5908487A (en) Shaped body of hydrogen absorbing alloy and container packed with hydrogen absorbing alloy
CA1182801A (en) Metal bound and ballasted hydrideable pellets
US4600525A (en) Hydrogen sorbent flow aid composition and containment thereof
WO2015189758A1 (en) Metal hydride bed, metal hydride container, and method for the making thereof
US4687650A (en) Methods of extracting hydrogen from a gas
Tuscher et al. Porous metal hydride compacts: Preparation, properties and use
US5932513A (en) Container packed with powder of hydrogen absorbing alloy
Tuscher et al. Dynamic characteristics of single-and dual-hydride bed devices
US5951945A (en) Hydrogen occluding alloy and electrode made of the alloy
Dutta et al. Synthesis and hydrogen storage characteristics of the composite alloy La2Mg17-x wt% MmNi4. 5Al0. 5
Lundin et al. Solid state hydrogen storage materials for application to energy needs
Jeong-Seb et al. The effect of thermal cycling on the hydrogenation characteristics of the Mg2Ni intermetallic compound
JP2004011003A (ja) 水素貯蔵材料およびそれを用いた水素貯蔵容器
JP3906360B2 (ja) 金属水素化物
JPH07252577A (ja) 水素吸蔵材料
JPH02240225A (ja) 水素吸蔵合金
JPH0524842B2 (nl)
Güvendiren et al. HYDROGEN STORAGE IN MAGNESIUM WITH GRAPHITE AND SULFUR ADDITION

Legal Events

Date Code Title Description
BA A request for search or an international-type search has been filed
A85 Still pending on 85-01-01
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed