Modified magnesium based hydrogen storage alloys

Details Modified magnesium based hydrogen storage alloys Modified magnesium based hydrogen storage alloys

H - Electricity

01

M

H01M 4/46 (2006.01) C01B 3/00 (2006.01) C22C 1/04 (2006.01) C22C 23/00 (2006.01) C22C 23/06 (2006.01) H01M 4/38 (2006.01) H01M 8/06 (2006.01)

Patent

CA 2390469

A magnesium based hydrogen storage alloy powder which is useful as a hydrogen supply material for powering internal combustion engine or fuel cell vehicles. The alloy contains greater than about 85 atomic percent magnesium, about 2-8 atomic percent nickel, about 0.5-5 atomic percent aluminum and about 2-7 atomic percent rare earth metals or mixtures of rare earth metals. The rare earth elements may be Misch metal and may predominantly contain Ce and/or La. The alloy may also contain about 0.5-5 atomic percent silicon. The alloys can be modified to store more than 4 wt.%, preferably more than 4.5 wt.%, most preferably more than 5 wt.% hydrogen, with a reduced hydride bond strength (i.e. about 64 kJ/mole) which allows for economic recovery of the stored hydrogen. Also, they have a plateau pressure about two times greater than pure Mg and comparable bond energies and plateau pressures to Mg2Ni alloys, while reducing the amount of incorporated nickel by 25-30 atomic %. This reduced nickel content greatly reduces cost of the alloy. Also, while the kinetics of the alloy are improved over pure Mg, the storage capacity of the alloy is significantly greater than the 3.6 wt.% of Mg2Ni material.

L'invention concerne une poudre d'alliage à base de magnésium destinée au stockage d'hydrogène, utile en tant que substance source d'hydrogène servant à alimenter des véhicules à moteur à combustion ou à cellule électrochimique. Cet alliage contient, en pourcentage atomique, plus d'environ 85 % de magnésium, environ 2 à 8 % de nickel, environ 0,5 à 5 % d'aluminium et environ 2 à 7 % de métaux des terres rares ou de leurs mélanges. Les éléments des terres rares peuvent être un mischmétal et contenir majoritairement Ce et/ou La. Cet alliage peut également contenir environ 0,5 à 5 % de silicium, en pourcentage atomique. Les alliages de l'invention peuvent être modifiés afin de stocker plus de 4 % en masse, de préférence pus de 4,5 % et idéalement plus de 5 % d'hydrogène, avec une force de liaison hybride réduite, à savoir environ 64 kJ/mol, ce qui permet la récupération peu onéreuse de l'hydrogène stocké. Ils présentent également une tension de dissociation environ deux fois supérieure à celle de Mg pur et des énergies de liaison et des tensions de dissociation comparables à celles des alliages de Mg¿2?Ni, tout en réduisant la quantité de nickel incorporé de 25 à 30 % en pourcentage atomique. Cette teneur réduite en nickel réduit considérablement le coût de l'alliage. Enfin, la cinétique de l'alliage est meilleure par rapport au magnésium pur et sa capacité de stockage sensiblement supérieure aux 3,6 % du Mg¿2?Ni.

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