초록

본 발명은 매우 높은 저장 용량을 보이며 중간 범위 규칙성을 특징으로 하는 실질적인 부피 분율을 포함하는 미세구조를 갖는 불규칙한 다성분 MgNi 베이스 전기화학적 수소 저장 재료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

대표청구항 ▼

다음을 포함하며 중간 범위 규칙성을 특징으로 하는 실질적인 부피 분율을 포함하는 미세구조를 보이는, MgNi를 베이스로 하는 불규칙한 다성분 전기화학적 수소 저장 재료.(베이스 합금)aMb[식중, 베이스 합금은 비가 약 1:2-약 2:1인 Mg 및 Ni의 합금이고 ; M은 Co, Mn, Al, Fe, Cu, Mo, W, Cr, V, Ti, Zr, Sn, Th, Si, Zn, Li, Cd, Na, Pb, La, Ce, Pr, Nd, Mm, 및 Ca로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나 이상의 개질제 원소를 나타내며 ; b는 0.5 원자%

다음을 포함하며 중간 범위 규칙성을 특징으로 하는 실질적인 부피 분율을 포함하는 미세구조를 보이는, MgNi를 베이스로 하는 불규칙한 다성분 전기화학적 수소 저장 재료.(베이스 합금)aMb[식중, 베이스 합금은 비가 약 1:2-약 2:1인 Mg 및 Ni의 합금이고 ; M은 Co, Mn, Al, Fe, Cu, Mo, W, Cr, V, Ti, Zr, Sn, Th, Si, Zn, Li, Cd, Na, Pb, La, Ce, Pr, Nd, Mm, 및 Ca로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나 이상의 개질제 원소를 나타내며 ; b는 0.5 원자% 이상 30 원자% 미만이고 ; a+b는 100 원자%임.제1항에 있어서, 상기 실질적인 부피 분율이 또한 다정질 포함물을 포함하는, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제1항에 있어서, 상기 재료의 미세구조가 추가적인 수의 활성부위를 제공하는, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제1항에 있어서, 상기 재료가 크기 20마이크론 미만의 분말 입자를 포함하는, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제4항에 있어서, 상기 분말 입자를 평균 크기가 약 5마이크론인, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제1항에 있어서, 상기 재료가 때부분 0-70Å 크기의 결정을 포함하는, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제1항에 있어서, 하나 이상의 개질제가 Co이고 b = 0.5-8.0 원자%인, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 개질제가 Co 및 Mn인, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제1항에 있어서, 상기 Mg 및 Ni의 비가 약 1:1인, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제1항에 있어서, 상기 재료가 산성 에치를 사용하여 제조된 후 에팅되는, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제1항에 있어서, 상기 재료가 산성 에치를 사용하여 음극으로 제조된 다음 에칭되는, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.다음을 포함하고 MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.(베이스 합금)aCobMnc[식중, b는 0.1-8.5 원자%이고 :c는 0.1-8.5 원자%이며 :b+c는 0.5 원자% 이상이고 :a+b+c는 100 원자% 이상임.제12항에 있어서, b는 2.5-5.5원자%이고, c가 4.5-8.5원자%인 MgNi를 베이스로 하는 전지화학적 수소 저장 재료.상기 재료가 다음 구조식을 가지는 MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.Mg52Ni39Co3Mn6.다음을 포함하고 MgNi를 베이스로 하는 불규칙한 다성분 전기화학적 수소 저장 재료.(Mg1-xMixNi1-y-zCoyMnz)1-a-b-cMiiaMiiibMivc[식중, x는 0.01-6.0 원자%이고 : y는 0.1-8.5, 바람직하게는 2.5-5.5 원자%이며; z는 0.1-10, 바람직하게는 4.5-8.5 원자%이고; a는 0.1-6 원자%이며; b는 0.01-2 원자%이고; c는 0.01-3 원자%이며; d는 0.01-8 원자%이고; Mi은 Ca, Be 및 Y이며; Mii은 V, Ti, Zr, Cr, Al, Fe 및 Sn 이고; Miii는 B, Bi, In 및 Sb이며; Miv는 Cu, Th, Si, Zn, Li, La Ce, Pr, Nd, Mm 및 F임.제15항에 있어서, x가 0.1-6.0 원자%이고 y가 2.5-5.5 원자%이며 z가 4.5-8.5 원자%인 MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.제15항에 있어서, 상기 재료가 산성 에치를 사용하여 제조된 후 에칭되는 MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.상기 재료를 산 에치를 사용하여 음극으로 제조한 다음 에칭시키는, MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료.비가 약 1:2-약 2:1인 Mg 및 Ni의 합금 및 Co, Mn, Al, Fe, Cu, Mo, W, Cr, V, Ti, Zr, Sn, Th, Si, Zn, Li, Cd, Na, Pb, La, Ce, Pr, Nd, Mm, Pd, Pt 및 Ca로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나 이상의 개질제 원소(상기 하나 이상의 개질제 원소의 총 질량은 0.5 원자% 이상 30 원자% 미만임.)를 포함하는 불규칙한 다성분 음극(상기 불규칙한 MgNi를 베이스로 하는 전기화학적 수소 저장 재료는 중단 범위 규칙성을 특징으로 하는 실질적인 부피 분율을 포함하는 미세구조를 보임) ; 양극 및 격막을 포함하는 전기화학적 수소 저장 전지.제19항에 있어서, 상기 수소 저장 재료가 다정질 포함물을 특징으로 하는 상기 미세구조의 부피 분율을 추가로 포함하는 전기화학적 수소 저장 전지.제19항에 있어서, 상기 불규칙한 MgNi 재료의 미세구조가 추가 수의 활성 부위를 제공하는 전기화학적 수소 저장 전지.제19항에 있어서, 상기 불규칙한 MgNi를 베이스를 하는 전기화학적 수소 저장 재료가 크기 38마이크론 미만의 분말 입자들을 포함하는 전기화학적 수소 저장 전지.제19항에 있어서, 상기 불규칙한 MgNi를 베이스를 하는 전기화학적 수소 저장 재료가 크기 5-20마이크론 미만의 분말 입자들을 포함하는 전기화학적 수소 저장 전지.제19항에 있어서, 상기 불규칙한 MgNi를 베이스를 하는 전기화학적 수소 저장 재료가 주로 크기 0-70Å인 결정들을 포함하는 전기화학적 수소 저장 전지.제19항에 있어서, 상기 불규칙한 MgNi를 베이스를 하는 전기화학적 수소 저장 재료가 크기 20-50Å 결정들을 포함하는 전기화학적 수소 저장 전지.Co, Mn, Al, Fe, Cu, Mo, W, Cr, V, Ti, Zr, Sn, Th, Si, Zn, Li, Cd, Na, Pb, La, Ce, Pr, Nd, Mm, Pd, Pt 및 Ca로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나 이상의 개질제 원소(상기 하나 이상의 개질제 원소의 총 질량은 0.5 원자% 이상 30 원자% 미만임.)를 사용하여 개질된 비가 약 1:2-약 2:1인 Mg 및 Ni의 합금을 빠르게 고화시키는 단계 ; 및 상기 빠르게 고화시킨 용융 스피닝된 합금을 기계적으로 합금시키는 단계(이렇게 빠르게 고화되고/기계적으로 합금된 합금은 중간 범위 규칙성을 특징으로 하는 실질적인 부피 분율을 포함하는 미세구조를 보임)를 포함하는, MgNi를 베이스로 하는 불규칙한 다성분 전기화학적 수소 저장 재료를 제조하는 방법.제26항에 있어서, 상기 수소 저장 재료가 다정질 포함물을 특징으로 하는 미세구조의 부피 분율을 추가로 포함하도록 제조되는 방법.제26항에 있어서, 상기 용융 스피닝법을 사용하여 상기 빠르게 고화시키는 단계를 수행하는 방법.제26항에 있어서, 산성 에치를 사용하여 빠르게 고화되고/기계적으로 합금된 합금을 에칭시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제26항에 있어서, 빠르게 고화되고/기계적으로 합금된 합금을 열적으로 어니얼링시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제26항에 있어서, 빠르게 고화되고/기계적으로 합금된 합금을 음극으로 제조한 다음 에칭시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제26항에 있어서, 빠르게 고화되고/기계적으로 합금된 합금을 음극으로 제조한 다음 열적으로 어니일링시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제26항에 있어서, 빠르게 고화되고/기계적으로 합금된 합금이 크기 20 마이크론 미만의 분말 입자들을 포함하는 방법.제26항에 있어서, 빠르게 고화되고/기계적으로 합금된 합금이 평균 크기 약 5-20 마이크론의 분말 입자들을 포함하는 방법.제26항에 있어서, 빠르게 고화되고/기계적으로 합금된 합금이 주로 크기 0-70Å의 결정들을 포함하는 방법.제26항에 있어서, 빠르게 고화되고/기계적으로 합금된 합금이 주로 크기 20-50Å의 결정들을 포함하는 방법.Co, Mn, Al, Fe, Cu, Mo, W, Cr, V, Ti, Zr, Sn, Th, Si, Zn, Li, Cd, Na, Pb, La, Ce, Pr, Nd, Mm, Pd, Pt 및 Ca로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나 이상의 개질제 원소(상기 하나 이상의 개질제 원소의 총 질량은 0.5 원자% 이상 30 원자% 미만임.)를 사용하여 개질된 비가 약 1:2-약 2:1인 Mg 및 Ni의 합금을 빠르게 고화시키는 단계 ; (이렇게 빠르게 고화된 합금은 중간 범위 규칙성을 특징으로 하는 실질적인 부피 분율을 포함하는 미세구조를 보임)를 포함하는, MgNi를 베이스로 하는 불규칙한 다성분 전기화학적 수소 저장 재료를 제조하는 방법.제37항에 있어서, 상기 수소 저장 재료가 다정질 포함물을 특징으로 하는 미세구조의 부피 분율을 추가로 포함하도록 제조되는 방법.제37항에 있어서, 용융 스피닝법을 사용하여 상기 빠르게 고화시키는 단계를 수행하는 방법.제37항에 있어서, 산성 에치를 사용하여 빠르게 고화된 합금을 에칭시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제37항에 있어서, 빠르게 고화된 합금을 열적으로 어니얼링시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제37항에 있어서, 빠르게 고화된 합금을 음극으로 제조한 다음 에칭시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제37항에 있어서, 빠르게 고화된 합금을 음극으로 제조한 다음 열적으로 어니얼링시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제37에 있어서, 빠르게 고화된 합금이 크기 38 마이크론 미만의 분말 입자들을 포함하는 방법.제37에 있어서, 빠르게 고화된 합금이 크기 5-20 마이크론 미만의 분말 입자들을 포함하는 방법.제37에 있어서, 빠르게 고화된 합금이 주로 크기 0-70Å의 결정들을 포함하는 방법.제37에 있어서, 빠르게 고화된 합금이 주로 크기 20-50Å의 결정들을 포함하는 방법.Co, Mn, Al, Fe, Cu, Mo, W, Cr, V, Ti, Zr, Sn, Th, Si, Zn, Li, Cd, Na, Pb, La, Ce, Pr, Nd, Mm, Pd, Pt 및 Ca로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나 이상의 개질제 원소(상기 하나 이상의 개질제 원소의 총 질량은 0.5 원자% 이상 30 원자% 미만임.)를 사용하여 개질된 비가 약 1:2-약 2:1인 Mg 및 Ni의 합금을 기계적으로 합금시키는 단계 (이렇게 기계적으로 합금된 합금은 중간 범위 규칙성을 특징으로 하는 실질적인 부피 분율을 포함하는 미세구조를 보임)를 포함하는, MgNi를 베이스로 하는 불규칙한 다성분 전기화학적 수소 저장 재료를 제조하는 방법.제48항에 있어서, 상기 수소 저장 재료가 다정질 포함물을 특징으로 하는 미세구조의 부피 분율을 추가로 포함하도록 제조되는 방법.제48항에 있어서, 마모기를 사용하여 상기 기계적으로 합금시키는 단계를 수행하는 방법.제48항에 있어서, 산성 에치를 사용하여 기계적으로 합금된 합금을 에칭시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제48항에 있어서, 기계적으로 합금된 합금을 열적으로 어니얼링시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제48항에 있어서, 기계적으로 합금된 합금을 음극으로 제조한 다음 에칭시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제48항에 있어서, 기계적으로 합금된 합금을 음극으로 제조한 다음 열적으로 어니얼링시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.제48항에 있어서, 기계적으로 합금된 합금이 크기 38 마이크론 미만의 분말입자들을 포함하는 방법.제48항에 있어서, 기계적으로 합금된 합금이 크기 약 5 마이크론의 분말 입자들을 포함하는 방법.제48항에 있어서, 기계적으로 합금된 합금이 주로 크기 0-70Å의 결정들을 포함하는 방법.제48항에 있어서, 기계적으로 합금된 합금이 주로 크기 20-50Å의 결정들을 포함하는 방법.오보닉 니켈 금속 하이드라이드 음극 재료를 산성으로 에칭시키는 것을 특징으로 하는 오보닉 니켈 금속 하이드라이드 음극 재료를 활성화시키는 방법.제58항에 있어서, 오보닉 전극 재료가 LaNi5-형 재료, TiNi-형 재료 및 MgNi-형 재료로 이루어지는 그룹에서 선택되는 방법.