PL236544B1 - Stop układu pierwiastków s-oraz p-elektronowych, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie - Google Patents
Stop układu pierwiastków s-oraz p-elektronowych, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie Download PDFInfo
- Publication number
- PL236544B1 PL236544B1 PL412880A PL41288015A PL236544B1 PL 236544 B1 PL236544 B1 PL 236544B1 PL 412880 A PL412880 A PL 412880A PL 41288015 A PL41288015 A PL 41288015A PL 236544 B1 PL236544 B1 PL 236544B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- alloy
- electron
- xmx
- hydrogen
- isotherm
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 38
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 31
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- 239000003826 tablet Substances 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910018268 Cu15Si4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 4
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 4
- 239000003708 ampul Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007891 compressed tablet Substances 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 7
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 6
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 5
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 5
- 229910019752 Mg2Si Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 alanates (LiAIH4 Chemical class 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910007933 Si-M Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910008318 Si—M Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012448 Lithium borohydride Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 101100219382 Caenorhabditis elegans cah-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910018013 LaNi5H6 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019064 Mg-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019406 Mg—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910012375 magnesium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 229910002059 quaternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest stop układu pierwiastków s- i p-elektronowych o wzorze ogólnym
Lii3Mg2Si4-xMx, w którym M oznacza pierwiastek p -elektronowy wybrany z grupy obejmującej Al. Ge lub Sn, x oznacza liczbę rzeczywistą od 0 do 1, posiadający dotychczas nieznane właściwości absorpcyjne, sposób wytwarzania tego stopu oraz zastosowanie tego stopu, jako materiału do magazynowania wodoru.
Przechowywanie wodoru w materiałach stałych ma potencjał, aby stać się bezpiecznym i skutecznym sposobem na przechowywanie energii, zarówno dla urządzeń stacjonarnych jak i dla mobilnych. Głównymi wymaganiami w stosunku do nowoczesnych materiałów służących do przechowywania wodoru w motoryzacji są: wysoka gęstość grawimetryczna (ponad 6,0% wag), łatwa absorpcja/desorpcja wodoru w umiarkowanych temperaturach i ciśnieniach, niewysoka wartość materiałów oraz ich ekologiczne bezpieczeństwo. Konwencjonalne wodorki, takie jak LaNi5H6 oraz pochodne stopów cyrkonu oraz tytanu, które są powszechnie używane w systemach magazynowania wodoru, mają zdolność magazynowania mniej niż 2% wag. wodoru. Te materiały znajdują pewne zastosowania, jednakże mały procent wagowy wskazuje, że nadzieja sprzed ostatnich 10 lat okazała się marną. Czterema głównymi grupami odpowiednich materiałów są: a) węgiel i inne materiały o wysokiej powierzchni (nanorurki, grafit, nanowłókna, zeolity, itp.). b) H2O-reaktywne wodorki chemiczne (NaH, LiH, MgH2, CaH2, LiAIH4, itp.), c) kompleksowe wodorki, jak np. alanaty (LiAIH4, NaAIH4, i inne), borowodorki aminowe (NH3BH3), d) stopy i związki międzymetaliczne (nanokrystaliczne, amorficzne, złożone, inne). Wodorki ziem rzadkich (R) i stopów metali przejściowych (T), takich jak RT5, RT3, RT2, RT itp., są bardzo dobrze zbadane. Nanokrystaliczne i amorficzne materiały mają dobre kinetyki, ale pojemności i temperatury desorpcji są niekorzystne. Wodorki złożonych stopów litu sugerują duże zainteresowanie tego typu materiałami w przyszłości. Niektóre z najlżejszych elementów takich jak Li, C, B, Mg, Al itp. tworzą stabilne jonowe związki z wodorem. Zawartość wodoru osiąga wartości do 18% masowych dla LiBH4. Jednakże, związki te desorbują wodór tylko w temperaturze od 80°C do 600°C. Wielkie perspektywy w rozwiązywaniu tego problemu mają lekkie wieloskładnikowe stopy litu. Lekkie glinki i krzemki litu, Mg, i inne są potencjalnym kandydatem do wysokiego składowania wodoru (więcej niż 6% wagowych). Stop Li12+xMg3-xSi4 opisany w literaturze (V. Pavlyuk in. Int. J. of Hydrogen Energy, 2013, 38,5724-5737) pochłania największą ilość wodoru (8,8% wagowych). Na dzisiaj, ta wartość jest maksymalną w skali światowej, nie biorąc pod uwagę takich wodorków, jak: LiH, NaH, LiBH4, NaBH4 i innych które powstają nie na bazie związków międzymetalicznych.
W trakcie badań własnych, nieoczekiwanie okazało się, iż w porównaniu do wykorzystywanyc h obecnie materiałów dla magazynowania wodoru, opracowane przez Zgłaszającego nowe stopy, według wynalazku zapewniają, zwiększenie zawartości wodoru, zmniejszenie temperatury desorpcji wodoru, obniżenie kosztów materiałów, wydłużenie trwałości i odporności na cykle absorpcja/desorpcja, zwiększenie stabilności chemicznej materiałów oraz lepsze przystosowanie tych materiałów do standardów bezpieczeństwa.
Dotychczas, w stanie techniki struktura układów Li12+xMg3-xSi4-yMy z atomami wodoru nie została opisana w literaturze, jak również nie zostały dotychczas zbadane właściwości tych układów, zwłaszcza ich właściwości absorpcyjne.
Wykorzystanie związków międzymetalicznych o regularnej strukturze Li12+xMg3-xSi4-yMy jako materiałów magazynujących wodór nie było dotychczas znane.
Stop układu pierwiastków s- i p-elektronowych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przedstawiony jest wzorem ogólnym
Li13Mg2Si4-xMx, w którym M oznacza pierwiastek p -elektronowy, wybrany z grupy obejmującej Al, Ge oraz Sn, x oznacza liczbę rzeczywistą od 0 do 1, jednocześnie posiadający strukturę regularną typu Cu15Si4.
Sposób wytwarzania stopu pierwiastków s- i p-elektronowych, przedstawionego wzorem ogólnym Li13Mg2Si4-xMx, w którym M oznacza pierwiastek p -elektronowy, wybrany z grupy obejmującej Al, Ge lub Sn, x oznacza liczbę rzeczywistą od 0 do 1 i posiadającego charakterystyczną strukturę regularną typu Cu15Si, według wynalazku, polega na tym, że metale s-elektronowe: Li oraz Mg, miesza się z pierwiastkami p-elektronowymi: Si oraz Al, Ge lub Sn, w stosunku stechiometrycznym wynikającym ze wzoru Li13Mg2Si4-xMx, a otrzymaną mieszaninę sprasowuje się w tabletki pod ciśnieniem 20 MPa,
PL 236 544 B1 a następnie sprasowaną tabletkę umieszcza się w tyglu tantalowym, który hermetyzuje się (zatapia się) w piecu łukowym i stapia się, prowadząc homogenizację stopu w ampule kwarcowej, umieszczonej w piecu oporowym, stosując następujący cykl termiczny:
1) ogrzewanie (10°C/min) do T = 200°C,
2) izoterma plateau (12 godzin),
3) ogrzewanie (10°C/min) do T = 400°C,
4) izoterma plateau (24 godzin),
5) ogrzewanie (50°C/min) do T = 800°C,
6) izoterma plateau (0.1 godzin),
7) chłodzenie (około 5°C/min) w temperaturze pokojowej, otrzymując stop o opisanym składzie i strukturze regularnej typu Cu15Si4.
Wynalazek obejmuje także zastosowanie w/w stopu według wynalazku, jako środka o właściwościach absorpcyjnych, do magazynowania wodoru.
Korzystnie, wynalazek dotyczy zastosowania stopu według wynalazku jako absorbenta wodoru, w procesach nawodorowania do wytwarzania magazynów wodoru.
Nieoczekiwanie, przeprowadzona analiza fazowa oraz strukturalna, a także zmierzone charakterystyki absorpcyjne za pomocą termo-grawimetrycznej oraz dyferencyjnej analizy termicznej stopów układu pierwiastków s- i p-elektronowych, według wynalazku, wykazała możliwość ich wykorzystania jako bardzo dobrze magazynujących wodór.
Poprzez dobór stopu metali można sterować procesem nawodorowania - wprowadzania atomów wodoru w strukturę stopu według wynalazku.
Korzystne jest, aby struktura krystaliczna związków międzymetalicznych zawierała luki oktaedryczne, teraedryczne lub inne o wymiarach większych w stosunku do promienia atomu wodoru. W regularnej strukturze Cu15Si4 w której krystalizują się związki Li13Mg2Si4-xMx luki oktaedryczne znajdują się w pozycji krystalograficznej 48e (x = 0.310, y = 0.225, z = 0.610), a luki teraedryczne w pozycjach krystalograficznych 12b (x = 7/8, y = 0, z = 1/4) oraz dwóch 16c (x = 0.525, y = 0.525, z = 0.525; x = 0.141, y = 0.141, z = 0.141).
Badania wskazują na możliwość implementacji atomami wodoru stopów Li13Mg2Si4-xMx już w początkowej fazie nawodorowania. To początkowe stadium może być opisane jako:
Li13Mg2Si4-xMx + 1/2yH2 o Li13Mg2Si4-xMxHy gdzie (y=12).
Badania strukturalne wykazały że w tym początkowym stadium odbywa s ię wprowadzanie atomów wodoru w luki oktaedryczne oraz teraedryczne. Kolejne stadium nawodorowania prowadzi do tworzenia wodorku LiH oraz nieznacznych ilości LiMgAIH6 (w przypadku M = AI), dwu- i trójskładnikowych związków międzymetalicznych, zwłaszcza Mg2Si oraz Li8MgSi6 inne:
Li13-Mg2Si4-xMxHy + 1/2zH2 o 13LiH + Mg2Si + Li8MgSi6 + inne
Nieoczekiwanie okazało się, także że wyjątkowe właściwości stopów układów pierwiastków s- i p-elektronowych, według wynalazku, mogą prowadzić do szerokiej gamy zastosowań tych układów we wszystkich obszarach przemysłu energetycznego oraz motoryzacyjnego obejmującego ogniwa oraz baterie wodorkowe.
Nieoczekiwanie, okazało się, iż układy Li13Mg2Si4-xMx wykazują aktywność absorpcyjną podczas nawodorowania gazowego.
Stop układów Li-Mg-Si-M o strukturze regularnej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przedstawiony jest ogólnym wzorem Li13Mg2Si4-xMx i posiada charakterystyczną strukturę przedstawioną na fig. 1.
Stopy według wynalazku o określonej strukturze pokazanej na fig. 1 otrzymuje się w syntezie metali s-elektronowych, Li oraz Mg, przez mieszanie razem z pierwiastkami p-elektronowymi Si oraz Al., Ge lub Sn w stosunku stechiometrycznym odpowiadającym Li13Mg2Si4-xMx i mieszaninę sprasowuje się w tabletki w 20 MPa. Następnie otrzymaną tabletkę umieszcza się w tyglu tantalowym który hermetyzuje się (zatapia się) w piecu łukowym i stapia się, prowadząc homogenizację stopu w ampule kwarcowej, umieszczonej w piecu oporowym, stosując następujący cykl termiczny: 1) ogrzewanie (10°C/min) cło T = 200°C; izoterma plateau (12 godzin); ogrzewanie (10°C/min) do T = 400°C; izoterma plateau (24 godzin); ogrzewanie (50°C/min) do T = 800°C; izoterma plateau (0.1 godzin); chłodzenie (około 5°C/min) w temperaturze pokojowej, po czym otrzymaną próbkę poddaje się nawodorowaniu.
PL 236 544 B1
Wynikiem procesu są stopy o ściśle opisanych przez autorów wynalazku strukturach (fig 1).
W zastosowaniu według wynalazku jako materiały elektrodowe, stosuje się układy Li-Mg-Si-M (M = Al, Ge lub Sn) gdzie stosunek stechiometryczny pierwiastków opisać można wzorem Lii3Mg2Si4-xMx.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano - efekty technologiczne oraz opracowano metodykę przygotowania stopu co wywołuje także efekty ekonomiczne związane ze stosunkowo niskim kosztem produkcji materiałów magazynujących wodór.
Poniżej przedstawiono metodykę otrzymania układu stopów według wynalazku. W następujących przykładach przedstawiono także sposób przygotowania układów stopu i zilustrowano działanie stopu jako absorbentu wodoru.
P r z y k ł a d I
Otrzymywanie stopów Li13Mg2Si4-xMx (M = Al, Ge oraz Sn).
Do syntezy użyto metali s-elektronowych. Li oraz Mg, które mieszano razem z pierwiastkami p-elektronowymi Si oraz Al, Ge lub Sn w stosunku do stechiometrycznej proporcji odpowiadającej Li13Mg2Si4-xMx i mieszaninę sprasowano w tabletki w 20 MPa. Następnie otrzymaną tabletkę umieszczono w tyglu tantalowym który hermetyzowano (zatapiano) w piecu łukowym i stapiano, prowadząc homogenizację stopu w ampule kwarcowej, umieszczonej w piecu oporowym, stosując następujący cykl termiczny:
1) ogrzewanie (10°C/min) do T = 200°C,
2) izoterma plateau (12 godzin)
3) ogrzewanie (10°C/min) do T = 400°C,
4) izoterma plateau (24 godzin),
5) ogrzewanie (50°C/min) do T = 800°C,
4) izoterma plateau (0.1 godzin),
5) chłodzenie (około 5°C/min) w temperaturze pokojowej, do otrzymania stopu o ściśle opisanym składzie i strukturze pokazanej na fig. 1, po czym otrzymaną próbkę ewentualnie poddaje się nawodorowaniu. Wynikiem procesu są stopy o ściśle opisanej przez autorów wynalazku strukturze (fig 1).
P r z y k ł a d II
Stopy Li13Mg2Si4-xMx (M= Al, Ge oraz Sn) jako absorbenty wodoru.
W celu zbadania właściwości absorpcyjnych układów Li-Mg-Si-M (M= Al, Ge lub Sn) otrzymano ich stopy o składzie chemicznym Li13Mg2Si4-xMx.
Analizę termograwimetryczną (TGA) przeprowadzono w 5 barach ciśnienia statycznego i ogrzewania z H2 10 K/min do 600°C. Produkty reakcji były zamknięte w 0,7 mm kapilary i analizowane metodą dyfrakcji rentgenowskiej Stoe STADIP dyfraktometr (Mo-Ka promieniowania). Skaningową różnicową kalorymetrię (DSC) przeprowadzono za pomocą STA Netzsch.
Zbadano możliwość sterowania procesem reakcji nawodorowania w początkowym stadium:
Li13Mg2Si4-xMx + 1/2yH2 o Li13Mg2Si4-xMxHy
Badania strukturalne wykazały, że w tym początkowym stadium odbywa się wprowadzanie atomów wodoru w luki oktaedryczne oraz teraedryczne. Kolejne stadium nawodorowania prowadzi do tworzenia wodorku LiH oraz nieznacznych ilości LiMgAIH6 (w przypadku M = AI), dwu- i trójskładnikowych związków międzymetalicznych zwłaszcza Mg2Si oraz Li8MgSi6 inne:
Li13Mg2Si4-xMxHy + 1/2zH2 o 13LiH + Mg2Si + Li8MgSi6 + inne
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano - efekty technologiczne oraz opracowano metodykę przygotowania stopu oraz ich wodorków, co wywołuje efekty uzyskania materiałów o absorpcji wodoru około 10%, oraz efekty ekonomiczne związane ze stosunkowo niskim kosztem wytworzenia tych materiałów.
Maksymalna pojemność wodoru w stopach według wynalazku wynosi 9% wagowych (fig. a), a proces absorpcji/desorpcji odbywa się w temperaturach do 550°C (fig. 2b). Fig, 3 ilustruje skład fazowy próbki dla poszczególnych stadiów nawodorowania Li13Mg2Si4-xAl (x = 0,2)
Literatura
1. Sakintuna B, Lamari-Darkrim F., Hirscher M., Metal hydride materials for solid hydrogenstorage: A review. Int J Hydrogen Energy. 32(2007)1121.
2. Schlapbach L., Felix Meli F., Zuttel A., Westbrook J. H., Fleischer R. L., ed., Chap, 22: “Hydrides of intennetattk compounds and their application”, Intermetaffie Compounds: Principles and Practice, 2,475, Wiley (1994).
PL 236 544 B1
3. Sakai T., Natsuoka M. and Iwakura C., “Rare Earth Intermtallics for Matal-Hydrigen Batteries”, Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earth 21 (1995) 135-180.
4. A, Zaluska, L. Zaluski, J.O, Stroem-Olsen, “Structure, catalysis and atomic reactions on the nano-scale: a systematic approach to metal hydrides for hydrogen storage”, Appl. Phys. A 72:2 (2001) 157.
5. Yvon K. “Complex Transition Metal Hydrides”. Chimia 52:10 (1998) 613.
6. Ternary Alloys (+ Binary + Quaternary Systems. Evaluated Constitutional Data. Phase Diagrams, Crystal Structures and Aplications of Lithium Alloy Systems). G. Efifenberg, F. Aldinger, O. Bodak (Editors) and V. Pavlyuk (Associate Editors). VCH, D-69496 Weinheim (Germany), Volume 14, 458 pages (1995) and Vetane 15, 458 pages (1995).
7. Herbst JF, Meyer MS. Structural, electronic, and hydriding properties of Li2MgSi. J Alloy Compd. 2010; 492:65-4.
8. V. Pavlyuk, G. Dmytriv, I. Chumak, O. Gutfleisch, I. Lindemann, H. Ehrenberg. High hydrogen content super-lightweight intermetallics from the Li-Mg-Si system. International Journal of Hydrogen Energv. (2013).38. 5724-5737.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Stop układu pierwiastków s- i p-elektronowych, przedstawiony wzorem ogólnym Lii3Mg2Si4-xMx, w którym M oznacza pierwiastek p-elektronowy, wybrany z grupy obejmującej Al, Ge lub Sn, x oznacza liczbę rzeczywistą od 0 do 1, jednocześnie posiadający strukturę regularną typu Cu15Si4.2. Sposób wytwarzania stopu pierwiastków s- i p-elektronowych, przedstawionego wiórem ogólnym Lii3Mg2Si4-xMx, w którym M oznacza pierwiastek p -elektronowy wybrany z grupy obejmującej Al, Ge lub Sn, x oznacza liczbę rzeczywisty od 0 do 1 i posiadający charakterystyczną strukturę regularną typu Cu1sSi4, znamienny tym, że metale s- elektronowe: Li oraz Mg, miesza się z pierwiastkami p-elektronowymi: Si oraz Al, Ge lub Sn, w stosunku stechiometrycznym wynikającym ze wzoru Li13Mg3Si4-xMx,, a otrzymaną mieszaninę sprasowuje się w tabletki pod ciśnieniem 20 MPa, a następnie sprasowaną tabletkę umieszcza się w tyglu tantalowym który hermetyzuje się (zatapia się) w piecu łukowym i stapia się, prowadząc homogenizację stopu w ampule kwarcowej, umieszczonej w piecu oporowym, stosując następujący cykl termiczny:1) ogrzewanie (ICTC/min) do T = 200°C,
- 2) izoterma plateau (12 godzin),
- 3) ogrzewanie (KTC/min) do T = 40CTC,
- 4) izoterma plateau (24 godziny),
- 5) ogrzewanie (5G°C/min) do T = 80QT,
- 6) izoterma plateau (0,1 godziny),
- 7) chłodzenie (około 5°C/min) w temperaturze pokojowej, otrzymując stop o opisanym składzie i strukturze regularnej typu Cu1sSi4.3. Zastosowanie stopu według zastrz. 1, jako środka o właściwościach absorpcyjnych, do magazynowania wodoru,4. Zastosowanie według zastrz. 3, jako absorbenta wodoru, w procesach nawodorowania do wytwarzania magazynów wodoru.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412880A PL236544B1 (pl) | 2015-06-26 | 2015-06-26 | Stop układu pierwiastków s-oraz p-elektronowych, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412880A PL236544B1 (pl) | 2015-06-26 | 2015-06-26 | Stop układu pierwiastków s-oraz p-elektronowych, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL412880A1 PL412880A1 (pl) | 2017-01-02 |
| PL236544B1 true PL236544B1 (pl) | 2021-01-25 |
Family
ID=57629070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL412880A PL236544B1 (pl) | 2015-06-26 | 2015-06-26 | Stop układu pierwiastków s-oraz p-elektronowych, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL236544B1 (pl) |
-
2015
- 2015-06-26 PL PL412880A patent/PL236544B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL412880A1 (pl) | 2017-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Morioka et al. | Reversible hydrogen decomposition of KAlH4 | |
| Nygård et al. | Hydrogen storage in high-entropy alloys with varying degree of local lattice strain | |
| Paskevicius et al. | In-Situ X-ray diffraction study of γ-Mg (BH4) 2 decomposition | |
| Qiu et al. | Light metal borohydrides/amides combined hydrogen storage systems: composition, structure and properties | |
| Humphries et al. | Reversible hydrogenation studies of NaBH4 milled with Ni-containing additives | |
| Barkhordarian et al. | Unexpected kinetic effect of MgB2 in reactive hydride composites containing complex borohydrides | |
| Denys et al. | Hydrogen in La2MgNi9D13: the role of magnesium | |
| Nakamori et al. | Dehydriding reactions of mixed complex hydrides | |
| Garroni et al. | Hydrogen desorption mechanism of 2NaBH4+ MgH2 composite prepared by high-energy ball milling | |
| Rude et al. | Synthesis and structural investigation of Zr (BH4) 4 | |
| Liu et al. | Tuning the thermodynamic properties of MgH2 at the nanoscale via a catalyst or destabilizing element coating strategy | |
| Graetz et al. | Recent developments in aluminum-based hydrides for hydrogen storage | |
| Vajo et al. | Thermodynamic and kinetic destabilization in LiBH 4/Mg 2 NiH 4: promise for borohydride-based hydrogen storage | |
| Yuan et al. | Ni-doped carbon nanotube-Mg (BH4) 2 composites for hydrogen storage | |
| Makepeace et al. | Compositional flexibility in Li–N–H materials: implications for ammonia catalysis and hydrogen storage | |
| Kumar et al. | Morphological effects of Nb2O5 on Mg–MgH2 system for thermal energy storage application | |
| Griffond et al. | High-temperature thermochemical energy storage using metal hydrides: Destabilisation of calcium hydride with silicon | |
| Liu et al. | Study of the decomposition of a 0.62 LiBH4–0.38 NaBH4 mixture | |
| EP2178793B1 (en) | Hydrogen storage material | |
| US6793909B2 (en) | Direct synthesis of catalyzed hydride compounds | |
| Fang et al. | Formation and hydrogen storage properties of dual-cation (Li, Ca) borohydride | |
| Halim Yap et al. | Functions of MgH2 in the hydrogen storage properties of a Na3AlH6–LiBH4 composite | |
| Sofianos et al. | Exploring halide destabilised calcium hydride as a high-temperature thermal battery | |
| Løvvik et al. | Modeling alkali alanates for hydrogen storage by density-functional band-structure calculations | |
| Pitt et al. | In situ neutron diffraction study of the deuteration of isotopic Mg11B2 |