TW201303035A - 用於氫氣儲存之鎳合金及自其之能量產生 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種產生熱能之裝置，其包含含有一定體積之加壓氫氣之反應器容器；在該反應器容器中之儲存氫氣之鎳合金結構，且該結構經組態以具有施加於其間之電位且經加熱至至少約100℃；及熱交換管道，其經組態以攜帶熱交換介質通過該鎳合金結構以便容許在該鎳合金結構中產生之熱能轉移至該熱交換介質。該儲存氫氣之鎳合金結構包含與氧化物混合之鎳合金骨架催化劑。所施加之電位及氫氣之氣壓與溫度因施加熱所致的提高引發鎳合金結構中氫核與鎳核間之反應，由此熱能藉由自鎳合金結構發射聲子而產生。

Description

用於氫氣儲存之鎳合金及自其之能量產生
本發明係關於一種鎳合金，其能夠用作涉及氫氣之儲存、氫化、脫氫之製程及氫化反應製程中的催化劑。本發明進一步係關於製造該等合金之方法及自其之熱能產生。
相關申請案之交叉引用
本申請案根據35 U.S.C.§119(e)主張2011年6月1日申請之美國臨時申請案第61/519,889號之優先權，其揭示內容以全文引用的方式併入本文中。
聯邦贊助研究或發展
不適用
已知使用諸如鈀(Pd)之某些金屬來儲存氫氣，尤其是儲存其氘同位素(D2)，以試圖實現低能核反應。迄今為止，該等嘗試尚無法達成足夠可重複性或可預測性以便進行任何實際使用。此外，對相對較稀少且昂貴之金屬鈀的需求將進一步限制該等方法之任何商業規模的使用，尤其是因為該等方法將需要與對鈀在用於內燃引擎之催化轉化器中之使用的極高度需求進行競爭。對氘濃度較高之氫氣的依賴進一步提高成本。因此，將需要使用較低成本之金屬或金屬合金以及具有其天然產生之同位素分佈之氫氣來實現可重複及可預測之低能核反應，藉此提供在商業規模上之實用性的更大前景。
已成為用於氫氣儲存之研究對象之一種合金類型為鎳 (Ni)合金。特定而言，已知許多鎳合金能夠藉由電化學製程儲存氫氣來產生電能。該等合金例如在電池中，尤其是鎳金屬氫化物(NiMH)類型之電池中使用。然而，迄今為止，所用鎳合金仍無法充分催化氫氣反應過程以實現低能核反應。
因此，需要提供一種鎳合金，其能夠以容許在相對較「低」溫度下(例如不高於約1,000℃)實現鎳核與氫核間之低能核反應的方式儲存氫氣。進一步需要提供藉由經由於鎳合金中儲存氫氣的該「低溫」核反應產生熱能的方法及裝置。
本發明之第一態樣係關於儲存氫氣以提高低能核反應之催化作用的鎳合金結構。本發明之第二態樣係關於製造該等結構之方法。本發明之第三態樣係關於用於自涉及在該等鎳合金結構中溶解及儲存之氫氣之低溫核反應產生熱能的方法與裝置。
根據本發明之第一態樣的某些實施例，鎳合金包括與鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷中之一或多者組合之鎳。鎳合金亦可包括一或多種選自由碳、矽及硼組成之群之非金屬元素。鎳合金可視情況進一步與一或多種選自由過渡金屬氧化物、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物及週期表第III-A族、第IV-A族、第V-A族及第VI-A族之任一者中之元素的氧化物組成之群的氧化物組合。
根據本發明之第二態樣，製造儲存氫氣之鎳合金結構之 方法包括(a)熔融前驅體合金，其中該前驅體合金包含大約35重量%至50重量%之鎳，其餘為一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群的合金金屬，及較佳一或多種選自由硼、碳及矽組成之群的材料；(b)將該熔融前驅體合金淬火至室溫；(c)研磨經淬火之合金以產生合金粉末；(d)篩選合金粉末至所要粒度；(e)蝕刻經篩選之合金粉末以移除任何外來量之鎳合金金屬，藉此產生鎳合金骨架催化劑粉末；(f)洗滌鎳合金骨架催化劑粉末；(g)乾燥鎳合金骨架催化劑粉末；(h)混合粉末氧化物至鎳合金骨架催化劑粉末中以形成鎳合金/氧化物粉末；及(i)使鎳合金/氧化物粉末形成儲存氫氣之鎳合金結構。
根據本發明之第三態樣，用於產生熱能之裝置包含反應器容器，其經組態以含有一定體積之加壓氫氣；在該反應器容器中含有的儲存氫氣之鎳合金結構，其經組態以具有施加其間之電位且進一步經組態以加熱至至少約100℃之溫度；及熱交換管道，其經組態以攜帶熱交換介質通過該鎳合金結構以便容許鎳合金結構中產生之熱能轉移至熱交換介質。亦根據第三態樣，提供熱能之方法包含(a)提供在反應器容器中之儲存氫氣之鎳合金結構；(b)以氫氣填充反應器容器；及(c)在鎳合金結構間施加電位同時加熱氫氣及鎳合金結構至至少約100℃之溫度；其中所施加之電位，及氫氣之氣壓與溫度因施加熱所致的提高引發鎳合金結構中氫核與鎳核間之核反應，該核反應自鎳合金結構發射聲子而產生熱能。
1.儲存氫氣之鎳合金
根據本發明，描述增強由氫之同位素供以燃料之低能核反應的催化作用之鎳合金。該等同位素(即氕(H2)、氘(D2)及氚(T2))可單獨使用或組合使用，但除非規定特定同位素，否則通常(且如貫穿本發明所用之)詞語「氫氣」及符號H2將意謂同位素比例正常之天然產生之氫氣。
在本發明之一個實施例中，如下所述之氫氣儲存結構可使用以較佳約35重量%至50重量%之鎳構成之前驅體合金起始的方法來製造。合金之其餘部分可為一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群的合金金屬，較佳為鋁。一或多種選自由碳、矽及硼組成之群之非金屬物質宜少量添加(總共不多於約10重量%)。合金金屬可視情況以其氧化物形式而非其元素態形式或除其元素態形式之外亦可以其氧化物形式存在。如以下將更充分描述，在製造過程期間，產生「骨架催化劑」合金，鎳氫氣儲存結構自其形成。表I呈現根據本發明之實施例的骨架催化劑合金之一些例示性配方。
不同氧化物宜添加至上述合金中。例如，可添加一或多 種以下元素之氧化物：鈉、鉀、銣、銫、鈹、鈣、鍶及鋇。在一些實施例中，可使用一或多種以下之氧化物：一或多種過渡金屬(原子序數21-30、39-48及57-80)之氧化物，及週期表第III-A族、第IV-A族、第V-A族及第VI-A族中一或多種元素之氧化物。一或多種混合氧化物(諸如CaCrO3、BaTiO3、SrVO3及ZrO2)與至多10重量% Y2O3混合亦可用於一些實施例中。在上述氧化物中，以下為目前較佳者：鈣、鋇、鋅、錫、銦、矽、鍶、鈦、銅及鉻之氧化物；Fe3O4及Al2O3。合金/氧化物混合物中之氧化物可佔混合物重量之約5%至80%，且較佳佔約20%至60%。
2.製造儲存氫氣之鎳合金結構之方法
當用於如下所述之能量產生裝置中時，呈粉末形式之上述鎳合金與粉末狀氧化物混合且形成儲存氫氣之鎳合金結構。鎳合金粉末可藉由多種方法製造，諸如氣體霧化，其中合金熔體藉由惰性氣體噴流吹成粉末。出於本發明之目的，較佳使用作為通常用以製造骨架催化劑之改良製程類型的製程。此類型之例示性製程10在圖1之流程圖中說明。
首先，在步驟12中，前驅體合金較佳係在真空感應爐或功能等效裝置中熔融。前驅體合金可為上述合金中之任一者，但其較佳為約50重量%之鎳，其餘為純鋁或混有矽、碳及硼中之一或多者的鋁。為達成以下論述，假定使用50% Ni與50% Al之例示性前驅體合金。
熔融合金或「熔體」隨後經受快速淬火至室溫(步驟 14)，且接著經研磨成粉末(步驟16)。粉末隨後經篩選(步驟18)成所要粒度。經篩選粉末之粒度較佳在約20奈米至約50微米之範圍內。
接著，在步驟20中，經篩選粉末在約70℃至約110℃下用包含約15重量%至25重量%(較佳20重量%)之濃NaOH或KOH的蝕刻劑進行蝕刻充足時間，以移除大部分元素態鋁。剩餘部分為由具有約5重量%至15重量%鋁之多孔鎳合金微細顆粒構成的鎳合金粉末，其中有一些氧化鋁在顆粒表面上。在此情況下，鎳合金粉末為鎳骨架催化劑或類似於由W.R.Grace & Co.Corporation-Connecticut,New York,NY,USA以商標RANEY®鎳售出的產品的海綿金屬催化劑。若如上所述，前驅體合金中包括矽、碳及硼中之一或多者，則鎳合金粉末將含有在前驅體合金中之該等元素之任何一些。此時，該粉末可稱為「鎳合金骨架催化劑粉末」。
鎳合金骨架催化劑粉末在去離子脫氣水中洗滌及清洗(步驟22)，且可以漿料形式儲存於水中。當需要製造儲存氫氣之鎳合金結構時，將該漿料在脫氧氣態環境(例如氮氣或氬氣)中乾燥(步驟24)成其粉末形式，其中漿料與上述氧化物中之一或多者混合(步驟26)以形成鎳合金/氧化物粉末。
最終，形成鎳合金氫氣儲存結構(步驟28)。該結構可藉由加壓鎳合金/氧化物粉末或另外使鎳合金/氧化物粉末形成任何所要組態而形成。該組態可為例如圓柱形塊、條或 板之組態。所得結構可具備導線(較佳為鎳)，或其可直接拉成或壓成線形式，藉此避免對導線之需要。或者，該結構可藉由將鎳合金/氧化物粉末以薄塗層形式壓至金屬線(較佳為鎳線)之一部分上且使未塗覆部分作為導線在經塗覆部分之任一端而形成。或者，鎳合金/氧化物粉末經冷壓成一或多個薄金屬箔片(較佳由鎳製成)，藉此粉末在箔上形成薄塗層。另一替代方式為諸如藉由冷軋由粉末形成之板使粉末直接形成一或多個薄片之組態。本文中描述之組態僅為例示性，且非唯一的。
若鎳合金/氧化物粉末經冷拉成線組態或冷軋成片組態，則至少90%之縮減比較佳。冷拉或冷軋後接著在真空中在高溫下(較佳在約600℃至900℃之範圍內)退火。此舉將產生具有較佳{100}定向之幾乎全密度結構。
形成氫氣儲存結構之另一方法為使用諸如濺鍍、離子電鍍及熱蒸發之氣相沈積方法在鎳基板上製備塗層形式之鎳合金/氧化物粉末。該基板較佳經定向以使該{100}平面平行於基板表面，藉此塗層將具有相同較佳定向。
鍛造形式之鎳合金亦可藉由粉末冶金技術製造，其中各種金屬及(視情況選用之)氧化物成分之粉末混合在一起。混合粉末經受冷壓或冷均壓及燒結或熱均壓以形成塊或丸。所得塊或丸可經受不同金屬成型製程，諸如熱鍛或熱軋。較佳地，經處理之塊或丸接著在真空中退火，隨後淬火至室溫。在該等粉末冶金技術中，鎳合金首先藉由諸如氣體霧化之適合粉末冶金製程磨碎。在氣體霧化中，呈熔 融液體狀態之鎳合金經引流通過小徑噴嘴且接著經受氮氣或氬氣之加壓噴射以形成小滴，其經冷卻成固體顆粒。所得鎳合金粉末可接著在諸如高能研磨機之機械裝置中與任何上述氧化物混合。該研磨機通常在水存在下，使用二氧化矽球或氧化鋁球作為研磨介質。
3.熱能產生
圖2說明反應器40，其中使用上述類型之鎳合金氫氣儲存結構產生熱能。該反應器包括反應器容器42，其可由適合金屬或能夠含有加壓氫氣之陶瓷材料製成。容器42為氣密性的且可耐受高溫。鎳合金氫氣儲存結構44包含於容器42內，容器42藉由導電線46(較佳由鎳製成)連接至在儲存結構44間施加適合電位的電壓源48。如所示，氫氣儲存結構44呈整體圓柱形塊之形式，但其可具有任何上述組態。電壓源48可為直流(如所示)或交流(AC)。若為後者，則頻率可為標準的50 Hz至60 Hz，或低至0.001 Hz，或高達1 MHz。氣密性絕緣封口50設置於容器42之壁上各點處，電線46經由該等點連接儲存結構44至電壓源48。
容器42藉由諸如真空泵(未圖示)之手段抽空，且其包括氫氣入口52，加壓氫氣經由該入口自加壓氫氣源53引入容器42內部。氫氣較佳在至少約99.95%之純度下，具有天然同位素分佈。容器42在室溫下以氫氣填充至較佳在約1巴與10巴間之壓力，且更佳在約5巴與10巴間之壓力。
氫氣儲存結構44藉由適合加熱構件55加熱至在約100℃與約1000℃間之溫度，較佳在約250℃至約500℃間之溫 度。加熱構件55可為例如電阻元件(例如鎳鉻合金線之加熱線圈)、超音波加熱機械裝置、磁場感應元件或任何其他適合加熱機械裝置。在對反應器容器42施加熱之情況下，反應器容器42內氫氣之氣壓應在約10巴至1000巴之範圍內，較佳在約10巴與300巴之間，且更佳在約10巴與100巴之間。
在上述條件下，鎳合金氫氣儲存結構44在足夠高的溫度與壓力下吸收高濃度之分子氫以誘發氫與鎳核之反應至以聲子形式產生熱能之程度，藉此釋放除提高容器42之溫度所需之熱以外熱。
在上述反應中聲子之釋放產生「過量」熱能，其可用於在設置於反應器容器42中之熱交換器中產生過熱空氣或蒸汽。因此，例如，空氣熱交換器可包括容器42中之空氣熱交換管54，其中空氣熱交換管54自空氣入口56接收室溫空氣且經由空氣出口58排放經加熱空氣。經加熱空氣可用於例如空間加熱，或若足夠熱，則可用於加熱熱水器(未圖示)以提供商用或家用熱水。同樣，水熱交換器可包括容器42中之水熱交換管60，其中水熱交換管60經由入水口62接收室溫水且經由蒸汽出口64排放蒸汽。蒸汽可用於空間加熱。若藉由使水熱交換器經受高壓使蒸汽過熱(例如至超過約250℃之溫度)，則自蒸汽出口64排放之過熱蒸汽可導向蒸汽渦輪機(未圖示)以驅動發電機(未圖示)，如此項技術中所充分瞭解的。
4.實例1
前驅體鎳鋁合金由以下組成製成：0.03重量%之碳(最大量)、40重量%之鋁、10重量%之矽、3重量%至4重量%之鉬，其餘為鎳。合金係藉由使硫或磷之潛在污染減至最少的方法熔融，例如真空感應熔融或電渣再熔。合金熔體在真空中或在惰性氣體(例如氬氣)或氮氣中以至少每秒約100℃之冷卻速率淬火至室溫。經淬火之合金藉由習知方法壓碎或研磨成粉末，且以不超過10微米之粒度篩選該合金粉末。經篩選之粉末顆粒在約104℃至約108℃下在20重量% NaOH中瀝濾約2小時，同時藉由習知手段進行機械攪拌。在瀝濾之後，傾析NaOH，且使用去離子及脫氣水重複洗滌經瀝濾之粉末顆粒，直至達成接近中性之pH值。
所得鎳合金粉末(現為「鎳合金骨架催化劑」)具有表面積為約40 m2/gm至50 m2/gm之顆粒。其通常與脫氣水混合且儲存於脫氣水中以形成漿料。該漿料在脫氧環境中乾燥形成粉末，其在填充有氮氣或惰性氣體(例如氬氣)之摻混器中與具有約100奈米平均粒度之25重量%之Fe3O4(磁鐵礦)顆粒混合。所得鎳合金/氧化物粉末經冷壓成具有整體圓柱形組態之儲存氫氣之鎳合金結構，其直徑為約3毫米至4毫米且長度為約6毫米至8毫米。如此形成之結構接合至一對直徑為約1毫米之鎳導線，且接著安裝於反應器容器中，如上所述，該反應器容器由316 L不鏽鋼或由Haynes International,Inc.,Kokomo,Indiana,USA以商標Hastelloy® C-276售出的專屬Ni-Mo-Cr-Fe合金製成。
容器之內部腔室填充有氫氣。容器腔室藉由外部熱源 (如上所述)加熱至約400℃，提高氫氣之壓力至約100巴，且在佈線塊間施加約1 V之直流電位。在該等條件下，呈聲子形式之熱能藉由塊中所吸收之氫分子核與塊中之鎳核之間的反應產生。藉由該方法以高於藉由以下操作產生熱能之速率產生熱能：(a)藉由施加其間之電位產生的電流電阻加熱儲存氫氣之鎳合金結構，及(b)藉由外部熱源將熱施加於反應器容器上。
5.實例2
第二實例與實例1相同，但前驅體合金為40重量%之鋁、10重量%之矽、10重量%之鈷、3重量%至4重量%之鉬，其餘為鎳。
40‧‧‧反應器
42‧‧‧反應器容器
44‧‧‧鎳合金氫氣儲存結構
46‧‧‧導電線/電線
48‧‧‧電壓源
50‧‧‧氣密性絕緣封口
52‧‧‧氫氣入口
53‧‧‧加壓氫氣源
54‧‧‧空氣熱交換管
55‧‧‧加熱構件
56‧‧‧空氣入口
58‧‧‧空氣出口
60‧‧‧水熱交換管
62‧‧‧入水口
64‧‧‧蒸汽出口
圖1為顯示根據本發明之一個態樣製造儲存氫氣之鎳合金結構之方法中的步驟之流程圖；及圖2為根據本發明之一個態樣用於產生熱能之裝置的半圖示。

Claims (46)

  1. 一種製造儲存氫氣之鎳合金結構之方法，該方法包含：(a)提供鎳合金骨架催化劑粉末；(b)將該鎳合金骨架催化劑粉末與粉末狀氧化物混合以形成鎳合金/氧化物粉末；及(c)使該鎳合金/氧化物粉末形成儲存氫氣之鎳合金結構。
  2. 如請求項1之方法，其中該鎳合金骨架催化劑粉末由前驅體合金形成，該前驅體合金包含大約35重量%至50重量%之鎳，其餘為一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群之金屬及一或多種選自由硼、碳及矽組成之群之物質。
  3. 如請求項1之方法，其中該粉末狀氧化物包含磁鐵礦。
  4. 如請求項1之方法，其中該鎳合金骨架催化劑粉末包含至少約80重量%之鎳。
  5. 如請求項4之方法，其中該鎳合金骨架催化劑粉末進一步包含不多於約15重量%之一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群的金屬，及不多於約10重量%之一或多種選自由硼、碳及矽組成之群的物質。
  6. 如請求項2之方法，其中該前驅體合金包含大約40重量%之鋁、10重量%之矽、3重量%至4重量%之鉬，且其餘為鎳。
  7. 如請求項6之方法，其中該前驅體合金進一步包括最大 量為0.03重量%之碳。
  8. 如請求項6之方法，其中該鎳合金骨架催化劑粉末包括包含約5重量%至15重量%之元素態鋁的顆粒，其中該等顆粒表面上為氧化鋁。
  9. 如請求項2之方法，其中該前驅體合金包含大約40重量%之鋁、10重量%之矽、10重量%之鈷、3重量%至4重量%之鉬，且其餘為鎳。
  10. 如請求項9之方法，其中該鎳合金骨架催化劑粉末包括包含約5重量%至15重量%之元素態鋁的顆粒，其中該等顆粒表面上為氧化鋁。
  11. 一種產生熱能之裝置，其包含：氣密性反應器容器，其具有經組態以自加壓氫氣源接收加壓氫氣之氣體入口；該反應器容器內含有之儲存氫氣之鎳合金結構；電壓源，其電連接至該儲存氫氣之鎳合金結構以便施加電壓於其間；及加熱器件，其與該反應器容器操作性連接以便向該容器施加熱。
  12. 如請求項11之裝置，其中該儲存氫氣之鎳合金結構包含鎳合金骨架催化劑粉末與粉末狀氧化物之混合物。
  13. 如請求項12之裝置，其中該鎳合金骨架催化劑粉末由前驅體合金形成，該前驅體合金包含大約35重量%至50重量%之鎳，其餘為一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群之金屬及一或多種選自由 硼、碳及矽組成之群之物質。
  14. 如請求項12之裝置，其中該粉末狀氧化物包含磁鐵礦。
  15. 如請求項12之裝置，其中該鎳合金骨架催化劑粉末包含至少約80重量%之鎳。
  16. 如請求項15之裝置，其中該鎳合金骨架催化劑粉末進一步包含不多於約15重量%之一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群的金屬，及不多於約10重量%之一或多種選自由硼、碳及矽組成之群的物質。
  17. 如請求項16之裝置，其中該鎳合金骨架催化劑粉末包括包含約5重量%至15重量%之元素態鋁之顆粒，其中該等顆粒表面上為氧化鋁。
  18. 如請求項11之裝置，其進一步包含在該反應器容器內之熱交換管道且該熱交換管道經組態以攜帶熱交換介質通過該儲存氫氣之鎳合金結構。
  19. 一種產生熱能之方法，其包含：(a)提供含有儲存氫氣之鎳合金結構之反應器容器；(b)以氫氣填充該反應器容器；及(c)向該儲存氫氣之鎳合金結構上施加電位，同時加熱該反應器容器至至少100℃之溫度。
  20. 如請求項19之方法，其中該所施加之電位及氫氣之壓力與溫度因該施加熱所致的提高造成該儲存氫氣之鎳合金結構以使得該儲存氫氣之鎳合金結構中氫核與鎳核間發生核反應的方式吸收氫氣，且其中該熱能藉由該核反應 以自該儲存氫氣之鎳合金結構發射的聲子之形式產生。
  21. 如請求項19之方法，其中該儲存氫氣之鎳合金結構包含鎳合金骨架催化劑粉末與粉末狀氧化物之混合物。
  22. 如請求項21之方法，其中該鎳合金骨架催化劑粉末由前驅體合金形成，該前驅體合金包含大約35重量%至50重量%之鎳，其餘為一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群之金屬及一或多種選自由硼、碳及矽組成之群之物質。
  23. 如請求項21之方法，其中該粉末狀氧化物包含磁鐵礦。
  24. 如請求項21之方法，其中該鎳合金骨架催化劑粉末包含至少約80重量%之鎳。
  25. 如請求項24之方法，其中該鎳合金骨架催化劑粉末進一步包含不多於約15重量%之一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群的金屬，及不多於約10重量%之一或多種選自由硼、碳及矽組成之群的物質。
  26. 如請求項25之方法，其中該鎳合金骨架催化劑粉末包括包含約5重量%至15重量%之元素態鋁之顆粒，其中該等顆粒表面上為氧化鋁。
  27. 如請求項19之方法，其中該溫度為約400℃。
  28. 如請求項19之方法，其中該電位藉由直流(DC)電壓源施加。
  29. 如請求項28之方法，其中該電位為約1 V。
  30. 如請求項19之方法，其中該反應器容器中氫氣之壓力回 應熱之重量%而增至約100巴。
  31. 如請求項30之方法，其中該溫度為約400℃，且其中該施加之電位為約1 V DC。
  32. 一種儲存氫氣之鎳合金結構，其包含：鎳合金骨架催化劑；及氧化物。
  33. 如請求項32之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該鎳合金骨架催化劑由前驅體合金形成，該前驅體合金包含大約35重量%至50重量%之鎳，其餘為一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群之金屬及一或多種選自由硼、碳及矽組成之群之物質。
  34. 如請求項32之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該鎳合金骨架催化劑包含至少約80重量%之鎳。
  35. 如請求項34之儲存氫氣之鎳合金結構，其中鎳合金骨架催化劑進一步包含不多於約15重量%之一或多種選自由鋁、鋰、鋅、鉬、錳、鈦、鐵、鉻及鈷組成之群的金屬，及不多於約10重量%之一或多種選自由硼、碳及矽組成之群的物質。
  36. 如請求項33之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該前驅體合金包含大約40重量%之鋁、10重量%之矽、3重量%至4重量%之鉬，且其餘為鎳。
  37. 如請求項36之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該前驅體合金進一步包括最大量為0.03重量%之碳。
  38. 如請求項36之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該鎳合金骨 架催化劑包括約5重量%至15重量%之元素態鋁，其中該等顆粒表面上為氧化鋁。
  39. 如請求項33之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該前驅體合金包含大約40重量%之鋁、10重量%之矽、10重量%之鈷、3重量%至4重量%之鉬，且其餘為鎳。
  40. 如請求項39之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該鎳合金骨架催化劑為包括包含約5重量%至15重量%之元素態鋁之顆粒的粉末，其中該等顆粒表面上為氧化鋁。
  41. 如請求項32之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該氧化物為選自由鍶、鋇及鈣之一或多者組成之群之元素的氧化物。
  42. 如請求項32之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該氧化物為選自由銦、矽及鋁之一或多者組成之群之元素的氧化物。
  43. 如請求項32之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該氧化物為選自由鈉、鉀、銣、銫及鈹之一或多者組成之群之元素的氧化物。
  44. 如請求項32之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該氧化物為選自由一或多種具有原子序數21-30、39-48及57-80之元素及週期表第III-A族、第IV-A族、第V-A族及第VI-A族之元素組成之群的元素之氧化物。
  45. 如請求項32之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該氧化物係選自由以下一或多者組成之群：CaCrO3、BaTiO3、SrVO3及ZrO2與至多10% Y2O3混合。
  46. 如請求項32之儲存氫氣之鎳合金結構，其中該氧化物係選自由以下一或多者組成之群：鋅之氧化物、錫之氧化物、鈦之氧化物、銅之氧化物、鉻之氧化物及Fe3O4。
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