[发明专利]低费用AB5型储氢用合金及其的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及低费用AB₅型储氢用合金及其的制备方法。

背景技术

近来，为了解决环境问题和替代化石燃料，对氢利用的必要性突出，并正活跃地进行对氢燃料的研究。但是氢在常温的大气压状态下，以气体状态存在，因此每单位体积的能量密度小，搬运及储存不方便，而且安全性降低。

作为这种氢的储存方法，众所周知，通过压缩氢气来储存的方法、通过液体化来储存的方法或利用储氢用合金的方法等。

其中，利用储氢用合金的方法是指利用与氢可逆地进行反应来形成金属氢化物的合金，上述方法使用于利用吸收及放出氢的特性来储存氢并放出氢。储氢用合金的吸收及放出氢的特性以在规定温度基于氢压的金属中的平衡氢浓度的压力-组成等温曲线(Pressure-Compositi on curve)表示，将在上述曲线中，即使金属中的氢浓度增加，也将平衡氢压不变且维持规定的平衡氢压的区域称为平台区域，将此时的平衡氢压称为平台压。平台压的重要性在当储存或重新放出氢来使用时平台压用于确定用于储存氢的氢压以及放出氢时的氢压。

在储氢用合金的特性中，当储存或使用氢时，在上述中所涉及的平台压成为重要的特性。若储氢用合金的平台压过高，则当将氢储存于储氢用合金时，由于所需要的氢压大，因而不易储存氢。在储氢用合金中AB5型储氢用合金的情况下，在40℃温度下，最初开发而成的LaNi₅合金的平台压大至30气压，从而难以储存氢，因此进行了通过添 加其他元素来开发平台压低的合金的研究。上述研究使用如下方式：基于储氢用合金的平台压根据晶格体积单调递减的事实，添加可使晶格体积增加的元素。对此，当前作为商用正销售的储氢用合金为为包含8种元素的合金(La、Ce、Nd、Pr)(Ni、Co、Mn、Al)₅。但是，工业合金中所包含的Nd和Co昂贵，从而AB5型储氢用合金的价格通常高。

作为与此相关的现有文献有在韩国公开专利公报第10-2010-0116477号(2010年11月01日公开)中公开的Ti-V-Cr-Mn-Mg类合金及其制备方法。

发明内容

技术问题

因此，本发明通过研究对适合于目标平台压的组成成分进行预测的方法，来提供昂贵的钕(Nd)及钴(Co)的含量低且低价的锰(Mn)的含量高的低费用的AB5型储氢用合金及其的制备方法。

本发明所要解决的问题并不局限于以上所述的问题，本发明所属领域的普通技术人员可从以下的记载中明确地理解未提及的其他问题。

技术方案

为了解决上述问题，本发明提供AB₅型储氢用合金，上述AB₅型储氢用合金的特征在于，包含：金属组A，包含镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)及镨(Pr)；以及金属组B，包含镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)及铝(Al)，上述钕及钴的含量为0.01重量百分比以下。

本发明提供AB₅型储氢用合金，上述AB₅型储氢用合金的特征在于，上述AB₅型储氢用合金由La_a、Ce_b、Nd_c、Pr_d、Ni_x、Co_y、Mn_z及Al_w组成，其中，a、b、c、d、x、y、z及w为摩尔比率，a、b、c及d 的之和为1，x、y、z及w的之和为5，c及y为0。

本发明的特征在于，上述锰的含量为2.74～5.40重量百分比，上述钕的含量为0.01重量百分比以下。

本发明的特征在于，上述AB₅型储氢用合金的平台压为0.001至1MPa。

并且，本发明提供AB₅型储氢用合金的制备方法，上述AB₅型储氢用合金的制备方法包括：对22.80～27.06重量百分比的镧、4.83～7.80重量百分比的铈、0.01重量百分比以下的钕、0.90～0.95重量百分比的镨、61.50～62.80重量百分比的镍、0.01重量百分比以下的钴、2.74～5.40重量百分比的锰及1.60～1.62重量百分比的铝进行称重的步骤；以及利用电弧熔炼法或高频熔炼法熔融上述多个金属，并通过冷却来制备合金的步骤。

本发明的特征在于，在Ar或真空气氛下，进行上述电弧熔炼法及上述高频熔炼法，从而防止熔融过程中的氧化。