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DE3022708A1 - Verfahren zur herstellung von fuer die speicherung von wasserstoff geeignetem metallgranulat sowie druckgasflasche zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur herstellung von fuer die speicherung von wasserstoff geeignetem metallgranulat sowie druckgasflasche zur durchfuehrung des verfahrens

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DE3022708A1
DE3022708A1 DE19803022708 DE3022708A DE3022708A1 DE 3022708 A1 DE3022708 A1 DE 3022708A1 DE 19803022708 DE19803022708 DE 19803022708 DE 3022708 A DE3022708 A DE 3022708A DE 3022708 A1 DE3022708 A1 DE 3022708A1
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DE
Germany
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hydrogen
metal
granulate
metal granulate
granules
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DE19803022708
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Karl-Heinz Ing.(grad.) 5170 Jülich Klatt
Siegfried Ing.(grad.) 5190 Stolberg Pietz
Helmut Prof. Dr. 5170 Jülich Wenzl
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Forschungszentrum Juelich GmbH
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Kernforschungsanlage Juelich GmbH
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Description

Kernforschungsanlage Jülich
Gesellschaft mit beschränkter Haftung
PT 1 .562
itie/mü
- y-
Verfahren zur Herstellung von für die Speicherung von Wasserstoff geeignetem Metallgranulat sowie Druckgasflasche zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines für die Speicherung von Wasserstoff geeigneten Metallgranulats durch Begasen von zuvor evakuiertem Metallgranulat mit Wasserstoff bei erhöhter Temperatur sowie auf eine Druckgasflasche zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Speicherung von Wasserstoff geeignete Metallgranulate sind bekannt. In den Metallen wird der Wasserstoff auf Zwischengitterplätzen im Kristallgitter unter Bildung von Metallhydrid eingelagert. Für eine technische Anwendung kommen Metallgranulate mit hoher Speicherkapazität in Betracht. Als besonders geeignet haben sich FeTi-Legierungen erwiesen, vergleiche H. Wenzl ., "Metall-Wasserstoffkristalle in Festkörperforschung und Energietechnik", Jahresbericht der Kernforschungsanlage Jülich GmbH 1976/77 sowie deutsches Gebrauchsmuster 76 o5 258. Um die Metallgranulate für Wasserstoff aufnahmefähig zu machen, ist es erforderlich, metallische Oberflächen zu schaffen, die keine die Wasserstoff-Permeation störenden Oxidschichten oder andere Verunreini-
gungen.aufweisen. Zur Steigerung der Aufnahmefähigkeit wird darüberhinaus eine große spezifische Oberfläche pro Granulatvolumen angestrebt.
Zu diesem Zweck geht der Verwendung von Metallgranulaten als Speichermaterial eine Behandlung zur "Aktivierung" des Metallgranulats voraus. Dabei wird das Metallgranulat zunächst evakuiert und anschließend bei erhöhter Temperatur mit Wasserstoff begast. Bekannt ist es, den Wasserstoff in das Metallgranulat bei einer Temperatur zwischen 2oo und 5oo C unter Druck einzuleiten. Das Metallgranulat wird der Wasserstoffatmosphäre mehrere Stunden ausgesetzt. Um eine hohe Speicherfähigkeit zu erreichen, wird diese Behandlung mehrfach wiederholt, wobei.das Metallgranulat vor jeder erneuten Wasserstoffbegasung auf Raumtemperatur abgekühlt und zugleich· evakuiert wird. Beschrieben wird eine solche Vorbehandlung des Metallgranulats beispielsweise von J.J. Reilly et al, "Formation and Properties of Iron Titanium Hydride", Anorganic Chemistry, 1974, Seite 218 ff sowie in DT-OS 28 11 875.4 und US-PS 4,o79,523.
Das Aktivierungsverfahren des Metallgranulats beansprucht häufig wegen seines Aufwands mehrere Tage. Darüberhinaus macht es das Aktivieren des Metallgranulats im Speicherbehälter, selbst erforderlich, den Speicherbehälter zusammen mit dem Granulat aufzuheizen. Dies beschränkt die Verwendung von Metallgranulat zur Wasserstoffspeicherung auf Speicherbehälter kleineren Volumens, die in einfacher Weise aufheizbar sind. Der angestrebte Einsatz von Großbehältern ist sehr erschwert.
2022708
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines für die Speicherung von Wasserstoffgeeigneten Metallgranulats zu schaffen, das eine Aktivierung des Metallgranulats bei geringem Aufwand an Energie ermöglicht. Zugleich soll die für die Aktivierung benötigte Behandlungsdauer verkürzt werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Danach ist es während der Wasserstoffbegasung nur noch erforderlich, einen Teil des Metallgranulats auf eine zur Wasserstoff aufnahme geeignete Temperatur zu erhitzen. Für die Aktivierung wird dabei in vorteilhafter Weise die bei der Wasserstoffaufnahme auftretende exotherme Wärmetönung genutzt. Die entstehende Wärme wird vom wasserstoffaufnehmenden Teil des Metallgranulats auf benachbarte Metallgranulatpartikel übertragen, die erhitzt und somit ihrerseits befähigt werden, Wasserstoff aufzunehmen und Wärme abzugeben. Es hat sich überraschend gezeigt, daß sich auf diese Weise die gesamte Metallgranulatmenge vom aktivierten Zentrum ausgehend vollständig selbst aktiviert und in einem einzigen Verfahrensschritt hohe Speicherkapazitäten erreicht werden. Die für die Wasserstoffaufnahme erforderliche Erhitzungstemperatur für den ersten zu aktivierenden Teil des Metallgranulats läßt sich empirisch ermitteln. Sie ist von der zu aktivierenden Legierung abhängig, aus der das Metallgranulat besteht und nur geringfügig vom Wasserstoffdruck, unter dem die Wasserstoffbeladung erfolgt.
Die Wasserstoffaufnahme läßt sich durch Aus heizen des Metallgranulats unter Vakuum vor Einleiten von Wasserstoff beschleunigen, Patentanspruch 2. Zur Aufheizung
genügen Temperaturen zwischen 1oo und 2oo°C. Eine solche Erwärmung des Metallgranulats läßt sich beispielsweise mit einem Heizmedium erreichen, das einen in das Metallgranulat eingeführten Wärmetauscher durchströmt.
Zur Aktivierung eines ersten Teils des Metallgranulats hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als Inititator für das Erhitzen ein leicht aktivierbares Metallgranulat zu verwenden, das mit dem zu aktivierenden Metallgranulat vermischt wird, Patentansprüche 3 und 4. Leitet man in ein solches Metallgranulatgemisch aus leicht aktivierbarem und schwer aktivierbarem Metallgranulat Wasserstoff ein, so wird zunächst vom leicht aktivierbaren Metallgranulat Wasserstoff aufgenommen und infolge exothermer Reaktion Wärme an das schwer aktivierbare Metallgranulat abgegeben. Die Erwärmung fördert die Wasserstoffaufnahmefähigkeit des schwer aktivierbaren Metallgranulats, sqfeaß sich unter weiterer Wärmeentwicklung nach und nach die gesamte Metallgranulatmenge selbst aktiviert. Als Initiator zur Aktivierung eignen sich besonders leicht aktivierbare Metallgranulate mit hoher Wärmetönung. Bevorzugt werden LaNi^ oder bei unter 1oo C akti1
gesetzt, Patentanspruch 5.
oder bei unter 1oo C aktivierbare FeTi-Legierungen ein-
Nach Patentanspruch 6 besteht eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, einen Teil des Metallgranulats mittels einer elektrischen Heizung auf eine zur Wasserstoffaufnahme geeignete Temperatur zu erhitzen. In einfachster Weise dient dazu ein in das Metallgranulat eingeführter, erhitzbarer elektrischer Widerstand, Patentanspruch 7.Das sich im Bereich der Heizung befindende Metallgranulat wird in kurzer Zeit auf eine für die Wasserstoffaufnähme geeignete Temperatur erhitzt. Die einsetzende Permeation und Diffusion deß Wasserstoffs
3022703
in diesem Teil des Metallgranulats führt zur Erwärmung des übrigen Teils und somit fortschreitend zur Aktivierung des gesamten Metallgranulats. Die elektrische Heizung kann kurze Zeit nach Einleiten des Aktivierungsprozesses abgestellt werden, das Metallgranulat aktiviert sich von selbst. Zur Initiierung des Prozesses genügt die Erwärmung eines relativ zur Gesamtmetallgranulatmenge sehr geringen Teils des Metallgranulats, beispielsweise reicht eine punktförmige Wärmequelle aus.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung sind schematisch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens gezeigt, deren Merkmale ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind, sowie Diagramme wiedergegeben, die den zeitlichen Ablauf des Aktivierungsprozesses wiedergeben. Es zeigen im einzelnen:
Figur 1 Anlage zur Aktivierung von in Druckbehältern aufgefülltem Metallgranualt
Figur 2 Aktivierungsdiagramm für ein Metallgranulatgemisch aus Metallgranulatteilchen einer Fe-Ti-Mn-Legierung mit Metallgranulatteilchen aus LaNi,-
Figur 3 Aktivierungsdiagramm eines nicht ausgeheizten Metallgranulats einer Fe-Ti-Mn-Legierung
Figur 4 Aktivierungsdiagramm eines ausgeheizten Metallgranulats einer Fe-Ti-Mn-Legierung, Heizzeit zur Einleitung der Aktivierung unter Wasserstoffatmosphäre 2o Minuten
Figur 5 Aktivierungsdiagramm eines ausgeheizten Metallgranualts einer Fe-Ti-Mn-Legierung, Heizzeit zur Einleitung der Aktivierung unter Wasserstoffatmosphäre 1o Minuten
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Figur 6 Aktivierungsdiagramm ausgeheizter Metallgranulate weiterer Fe-Ti-Mn-Legierungen. Heizzeit zur Ein leitung der Aktivierung unter Wasserstoff atmosphäre 1o Minuten
Figur 7 Aktivierungstemperaturen von Metallgranulaten verschiedener Fe-Ti-Mn-Legierungen
An der in Figur 1 dargestellten Anlage ist zur Aktivierung von Metallgranulat ein Druckbehälter 1 anschließbar, der mit Metallgranulat 2 gefüllt ist. Der Druckbehälter 1 besteht aus Edelstahl und ist ultrahochvakuumdicht ausgeführt. Das Metallgranulat bildet im Druckbehälter eine Schüttgutschicht. Aus einer Wasserstofflasche 3 der Anlage läßt sich mittels eines Druckreduzierventils 4 über eine Zuleitung 5 Wasserstoff in den Druckbehälter 1 einleiten. Um Verunreinigungen zurückzuhalten, durchströmt der Wasserstoff vor Eintritt in den Druckbehälter 1 ein in einer Verbindungsleitung 6 eingesetzes Filter 7. Die Verbindungsleitung 6 dient zugleich zum Anschluß für eine Vakuumpumpe 8 an den Druckbehälter. Die Vakuumpumpe besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Pumpenaggregat mit einer Turbomolekularpumpe 8a und einer Drehschieberpumpe 8b, die der Turbomolekularpumpe in Strömungsrichtung des abzusaugenden Gases gesehen nachgeschaltet ist. Zur Messung des vom Pumpenaggregat erzeugten Vakuums dient ein Vakuummeter 9. Vakuumleitung 1o und Verbindungsleitung 6 sind mittels eines Ventil 11 gegeneinander absperrbar. Ein Absperrventil 12 ist auch in der Zuleitung 5 für Wasserstoff vor der Mündungsstelle der Vakuumleitung 1o in die Verbindungsleitung 6 eingesetzt.
In den Druckbehälter 1 sind in das Metallgranulat 2 eine elektrische Heizung 13 sowie Thermoelemente 14,15 eingeführt. Die elektrische Heizung 13 besteht aus einem Heizdraht 16, der über einen außerhalb des Druckbehälters an-
geordneten Schalter 17 mit einer Spannungsquelle 18 verbindbar ist. Von den zwei Thermoelementen 14 und 15 ist das Thermoelement 14 nur in geringer Entfernung.etwa 5mm vom Heizdraht 16 entfernt angeordnet, das andere Thermoelement 15 ist zentral im Druckbehälter 1 etwa 3 cm vom Heizdraht entfernt eingesetzt. Beide Thermoelemente 14 und 15 sind mit Registriergeräten 19,2o verbunden. Vom Registriergerät 2o wird neben der Temperatur des Metallgranulats zugleich der Druck im Druckbehälter 1 aufgezeichnet. Zur Druckmessung dient eine Druckmeßzelle 21 sowie ein Manometer 22, das am Druckbehälter 1 angebracht ist. Um das Metallgranulat aufheizen zu können, ist in den Druckbehälter 1 zusätzlich noch ein in Figur 1 lediglich schematisch angedeuteter Wärmetauscher 23 eingeführt.
Zur Aktivierung von Metallgranulat wird zunächst der Druckbehälter 1 mit Metallgranulat 2 gefüllt. Wird zur Erhitzung ein leicht aktivierbares Metallgranulat benutzt, so wird dieses mit dem zu aktivierenden Metallgranulat vermischt und die Metallgranulatmischung in den Druckbehälter eingegeben. Ist letzteres der Fall wird die elektrische Heizung 13 für den Aktivierungsprozess nicht benötigt.
Nach Einfüllen des Metallgranulats 2 in den Druckbehälter wird der Druckbehälter 1 zunächst evakuiert. Dabei kann das Metallgranulat über den Wärmetauscher 23 bis auf 2oo°C erwärmt und ausgeheizt werden. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur sowie Erzeugen eines Vakuums von etwa
-6
1o mbar wird die Vakuumleitung 1o abgesperrt und in den Druckbehälter 1 Wasserstoff eingelassen. Es wird der Druckverlauf in Druckbehälter 1 und die zeitliche Veränderung der Temperatur im Metallgranulat 2 an beiden Temperaturmeßstellen von dem Registriergerät 19 und 2o aufgenommen. Dient zur ersten Erhitzung eines Teils des Metallgranulats die elektrische Heizung 13, so
kann die Einschaltzeit der Heizung vom Thermoelement 14 registriert werden.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele einer Aktivierung von Fe-Ti-Mn-Metallgranulaten angegeben:
Ausführungsbeispiel 1
Eine Fe-Ti-Mn-Legierung mit einem Titangehalt von 51,8 Atom-%, einem Eisengehalt von 43,8 Atom-%, einem Mangangehalt von 1,86 Atom-% sowie mit 1,3 Atom-% Al, 1,12 Atom-% O2, o,o4 Atom -% C wurde mit einem geringen Anteil von LaNin. vermischt. LaNi,- nimmt bei einem Wasserstoff druck von ca. 3 bar und Raumtemperatur ohne eine besondere Vorbehandlung nahezu bis zur Sättigung (ca. 1oo Atom-%) Wasserstoff auf. Die dabei entstehende Wärme beträgt etwa 31 kJ/MolH- und entspricht damit der bei der Bildung von FeTi-Hydrid entstehenden Reaktionswärme von etwa 3o kJ/MolH„. Dem Fe-TiMnMetallgranulat wurden 3,5 Gewichts-% LaNi„-Granulat mit einer Korngröße kleiner als 1oo Aim zugegeben. Die Metallgranulatmischung wurde in den Druckbehälter 1 gefüllt und über 15 Stunden bei Raumtemperatur bis zu einem Vakuum von 1o mbar evakuiert. Anschließend wurde Wasserstoff in den Druckbehälter bis zu einem maximalen Druck von 5o bar eingelassen. Ohne zusätzliches Heizen des Druckbehälters stieg ca. 1 Stunde nach Einleiten des Wasserstoffes die Temperatur im Metallgranulat. Ein weiterer Temperaturanstieg konnte nach etwa 9 Stunden registriert werden. Der Temperatur- und Druckverlauf im Druckbehälter 1 ist aus Figur 2 ersichtlich. Im dort gezeigten Aktivierungsdiagramm wird die im Diagramm angegebene Temperatur T- gemessen vom Thermoelemente 15 und der Druck ρ im Druckbehälter von der Druckmeßzelle 21 ermittelt. Die Temperatur T2 und der Druck ρ werden zusammen vom Registriergerät 2o aufgezeichnet. Aus der dem Aktivierungsdiagramm entnehmbaren Druckabnahme im Druckbehälter 1 während der Wasserstoffbeladung des Metal1-
granulats wird die Wasserstoffkonzentration c im Metallgranulat berechnet. Sie ist im Diagramm in Atom-% angegeben. Nach 5o Stunden konnte eine Aktivierung des Metallgranulats bis zu einer Wasserstoffaufnahme von 68 Atom-% erreicht werden. Die Endkonzentration von 75 Atom-% stellte sich nach 6o Stunden ein.
Ausführungsbeispiel 2
Das im Ausführungsbeispiel 1'angegebene Metallgranulat wurde ohne Zusatz von LaNi1- in den Druckbehälter eingefüllt und
—6 etwa 15 Stunden lang bis zu einem Vakuum von 1o mbar evakuiert. Im Anschluß daran wurde in den Druckbehälter Wasserstoff bis zu einem Druck von 5o bar eingeleitet sowie die elektrische Heizung 13 eingeschaltet. Die Temperatur im Bereich des 2 mm langen und o,4 mm starken Heizdrahtes 16 aus Platin betrug etwa 8oo° C.
Der Temperaturverlauf T-, T„ sowie der Druck ρ und die daraus berechnete Wasserstoffkonzentration c im Metallgranulat sind in Figur 3 dargestellt. Die Temperatur T2 gibt in gleicher Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 die vom Thermoelement 15 im Metallgranulat gemessene Temperatur an, die Temperatur T^ entspricht der vom Thermoelement 14 im Bereich des Heizdrahtes 16 gemessenen Temperatur. Die Heizung blieb 2o Minuten eingeschaltet. Der von dem Heizdraht erhitzte Teil des Metallgranulats nahm Wasserstoff auf, jedoch war dies zunächst weder durch Abnahme des Druckes noch durch Temperaturerhöhung im Metallgranulat meßbar. Erst nach 3 Stunden wirkte sich die Wasserstoffaufnahme auf Wasserstoffdruck und Temperatur im Metallgranulat aus..Die maximale Temperatur wurde nach einer Beladungszeit von etwa 7 Stunden gemessen. Nach ca. 15 Stunden betrug der Wasserstoffgehalt im Metallgranulat 91+3 Atom-%.
COPY
Ausführungsbeispiel 3
Ein Metallgranulat einer im Ausführungsbeispiel 1 angegebenen Fe-Ti-Mn-Legierung wurde bei einer Temperatur zwischen 1 2o und 14o C bis zu einem Vakuum von 1o mbar bis zu 5 Stunden lang ausgeheizt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur und Einleiten von Wasserstoff in den Druckbehälter bis zu 5o bar wurde die elektrische Heizung 2o Minuten lang eingeschaltet. Der Druck- und Temperaturverlauf ist aus Figur 4 ersichtlich.
Das Metallgranulat nahm unmittelbar nach Einschalten der Heizung merklich Wasserstoff auf. Die Temperatur T„ im Metallgranulat nahm stetig zu und erreichte nach ca. 1 Stunden ihren maximalen Wert. Lediglich am Thermoelement 14 war das Abschalten der Heizung spürbar, wie aus dem Verlauf der Temperatur T1 zu Beginn des Aktivierungsprozesses ersichtlich ist. Der Wasserstoffgehalt im Metallgranulat betrug nach 15 Stunden Aktivierungszeit 91+3 Atom-%.
Auiührungsbeispiel 4
Ein im Ausführungsbeispiel 1 angegebenes Metallgranulat wurde wie im Ausführungsbeispiel 3 ausgeheizt. Nach Einleiten von Wasserstoff in. den Druckbehälter bis zu einem Druck von 5o bar wurde die elektrische Heizung 1o Minuten lang eingeschaltet. Druck- und Temperaturverlauf ist in Figur 5 angegeben.
Das Metallgranulat nahm in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 3 unmittelbar nach Einschalten der Heizung 13 merklich Wasserstoff auf. Die Temperatur T im Metallgranulat erreichte etwa nach 2 Stunden ihren maximalen Wert. Die Wasserstoffaufnähme im Metallgranulat blieb zunächst hinter der im Ausführungsbeispiel 3 erreichten Wasserstoffbeladung zurück, nach 15 Stunden
Aktivierungsk.eit hatte das Metallgranulat jedoch auch in diesem Falle eine Wasserstoffkonzentration von 91+3 Atom-% erreicht.
Das auf diese Weise mit Wasserstoff beladene Metallgranulat wurde durch Aufheizen auf ca. 15o° C und Evakuierung dehydriert. Im Anschluß daran wurde in den Druckbehälter 1 erneut Wasserstoff eingelassen. Das Metallgranulat erwärmte sich sehr schnell bis auf 13o C und war nach etwa 7 Stunden mit 91+3 Atom-% Wasserstoff gehalt wieder vollständig beladen. Dies zeigt, daß mit dem vorangegangen Aktivierungsprozess bereits die höchste Aktivierungsstufe des Metallgranulats erreicht worden war.
Ausführungsbeispiel 5
Ein Fe-Ti-Mn-Metallgranulat mit einem Titangehalt von 5o,5 Atom-%, einem Eisengehalt von 47,1 Atom-%, einem Mangangehalt von 1,87 Atom-% sowie o,31 Atom-% C, o,11 Atom-% O2 und weniger als o,o1 Atom-% Al wurde nach Einfüllen in den Druckbehälter 1 im Temperaturbereich zwischen 12o und 14o° C bis zu einem Vakuum von 1o mbar bis zu 5 Stunden ausgeheizt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur und Einleiten von Wasserstoff in den Druckbehälter bis zu einem Druck von 5o bar wurde die elektrische Heizung 1o Minuten lang eingeschaltet. Druck und Temperaturverlauf im Metallgranulat sind in Figur 6 wiedergegeben. Die für dieses Ausführungsbeispiel zutreffenden Kurven sind in durchgezogenen Linienzügen dargestellt. Nach 15 Stunden betrug der Waserstoffgehalt im Metallgranulat 9o + 3 Atom%.
Ausführungsbeispiel 6
Es wurde ein Fe-Ti-Mn-Metallgranulat mit einem Titangehalt von etwa 5o Atom-%, einem Eisengehalt von 45 Atom- und einem Mangan-Gehalt von etwa 5 Atom-% aktiviert.
Ein Teil des Metallgranulats wurde zunächst nach herkömmlichem Verfahren in mehreren Aktivierungszyklen aktiviert. Nach 5 Aktivierungszyklen war kein höherer Wasserstoffgehalt im Metallgranulat als 5o Atom-% erreicht worden.
Ein anderer Teil des Metallgranulats wurde in den Druckbehälter 1 eingefüllt und unter Vakuum im Temperaturbereich .zwischen 12o und 14o° C bis zu 5 Stunden lang ausgeheizt. Im Anschluß daran wurde das Metallgranulat abgekühlt und in den Druckbehälter Wasserstoff bis zu einem Druck von 5o bar eingelassen und die elektrische Heizung für 1o Minuten eingeschaltet. Temperatur- und Druckverlauf sind ebenfalls in Figur 6 dargestellt. Die für das Ausführungsbeispiel zutreffenden Kurven sind in strichlinierten Linienzügen eingezeichnet. 15 Stunden nach Einschalten der Heizung wies das Metallgranulat einen Wasserstoffgehalt von 78 _+_ 3 Atom% auf.
In Figur 7 sind tabellarisch für einige Fe-TiMnMetallgranulate Temperaturen angegeben, die nach Vorbehandlung (d.h. nach Ausheizen unter Vakuum bei 12o bis 14o° C bis zu 5 Stunden)für die Erhitzung eines Teils des Metallgranulats gemäß der Erfindung mindestens erforderlich sind, um den Aktivierungsvorgang einzuleiten. Diese Temperaturen lassen sich empirisch zum Beispiel in der vi/eise ermitteln, daß die Metallgranulate in einem unter Wasserstoffdruck stehenden geschlossenen Gefäß langsam aufge^heizt werden. Diejenige Temperatur, bei der unter Abnahme des Wasserstoffdrucks im Gefäß eine Wasserstoffaufnähme im Metallgranulat beginnt, ist in der Tabelle in Figur 7 als Aktivierungstemperatur in C angegeben. Es hat sich herausgestellt, daß eine hohe von der punktformigen Wärmequelle erzeugte Temperatur die Selbstaktivierung des Metallgranulats bei sonst gleicher Vorbehandlung beschleunigt, wie sich bei Vergleich der Ergebnisse von Ausführungsbeispiel 1 u.
,ORIGINAL INSPECTEO
3C22703
zeigt. Dagegen ist es von geringerem Einfluß, wie lange die den Aktivierungsprozess einleitende Wärmequelle wirksam bleibt. Eine Halbierung der Heizzeit von 2o auf 1o Minuten blieb im Endergebnis ohne Einfluß auf die nach 15 Stunden erzielte Wasserstoffkonzentration im Metallgranulat, vgl. hierzu Ausführungsbeispiele 3,4. In der letzten Spalte der Tabelle in Figur 7 ist die bei einmaligem Aufheizen auf die Aktivierungstemperatur erreichte Wasserstoffkonzentration im Metallgranulat angegeben.
INSPECTED
, -ft:
Leerseite

Claims (9)

3022703 PT 1,562 me/mü Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines für die Speicherung von Wasserstoff geeigneten Metallgranulats durch Begasen von zuvor evakuiertem Metallgranulat mit Wasserstoff bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einleiten des Wasserstoffes ein Teil des Metallgranulats
auf eine zur Wasserstoffaufnahme geeignete Temperatur erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgranulat vor dem Einleiten von Wasserstoff unter Vakuum ausgeheizt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aktivierung schwer aktivierbaren Metallgranulats ein leicht aktivierbares Metallgranulat verwendet wird, das beim Einleiten von Wasserstoff mit dem schwer aktivierbarem Metallgranulat in wärmeleitender Verbindung steht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das leicht aktivierbare Metallgranulat mit dem schwer aktivierbaren Metallgranulat vermischt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das leicht aktivierbare Metallgranulat aus LaNij- oder einer unter 1oo C aktivierbaren
Fe und Ti enthaltenden Legierung besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgranulat mittels einer elektrischen Heizung erhitzt wird.
ORIGINAL INSPECTED
"I w
3022703
ζ-
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizung ein in das Metallgranulat eingeführter, elektrischer Widerstand dient.
8. Druckbehälter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , der ultrahochvakuittmdicht ausgebildet ist, eine Metallgranulatschüttung enthält und einen Anschluß zum Einführen und zur Entnahme von Wasserstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhitzung eines Teils des Metallgranulats ein beim Einleiten von Wasserstoff wirksames Heizelement (16) vorgesehen ist.
9. Druckbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in das Metallgranulat (2) ein mit einer Spannungsquelle (18) verbindbarer elektrischer Heizdraht (16) eingeführt ist.
DE3022708A 1980-06-18 1980-06-18 Verfahren zur Aktivierung eines für die Speicherung von Wasserstoff geeigneten Metallgranulats Expired DE3022708C2 (de)

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