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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2214470

VODORODOSORBIRUYUSCHY LEGIERUNG FÜR Hydrid-Batterie und Wärmepumpen

Name des Erfinders:. Patrickeyev JB; Buzlov AV. Badovskiy VV. Matveeva OP. Filyand YM
Der Name des Patentinhabers: FGUP Körperforschung und Design - Institut für Seltene Metallindustrie "Giredmet"
Korrespondenzanschrift: 119017, Moskau, B. Tolmachevsky Spur 5, FSUE GNIIPI Seltene Metallindustrie "Giredmet" OPiII.
Startdatum des Patents: 2002.05.27

Die Erfindung betrifft eine Wasserstoffenergie, nämlich die Legierungen in den Wasserstoff-Batterien und Wärmepumpen eingesetzt. Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe, wenn es in der Kälte arbeitet, wird die Kühlleistung bestimmt, indem die mit Niedrigtemperatur-Komponente (Legierung), und zwar assoziiert mit Wasserstoff Kapazität und technologischen Eigenschaften abhängig ist, eine Hysterese Steigung Isothermen usw. Die Aufgabe der beanspruchten Erfindung zu lösende AB5 Art der Verbindung für die Niedertemperatur-Wärmepumpen-Komponenten bereitzustellen, bietet eine bessere Kühlung als bisher, nahe dem Atmosphärendruck in der Arbeitstemperatur bei Drücken bekannt. Das technische Ergebnis wird in diesem vodorodosorbiruyuschy Legierung, die Nickel und Lanthan, Mischmetall verabreicht, Kobalt in dem folgenden Verhältnis erreicht, wt. %: Mm 0,01-32,4, La 0,01-32,1, Co 13,6, Ni - Rest. Erklärt Teil der Lanthan-Nickel - Legierung und Kobalt-Mischmetall - Wasserstoff - Batterie und Niedertemperatur - Wärmepumpe Komponente verbessert die spezifische Kühlleistung (in kJ / dm 3) um 21% gegenüber dem Zr 0,9 Ti 0,1 Cr 0,6 Fe - Legierung 1 4.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wasserstoffenergie, nämlich die Legierungen in die Wasserstoffspeicherung und Wärmepumpen eingesetzt.

Es ist bekannt , dass die Wasserstoffspeicherlegierungen (START) des Typs AB 5 in thermischen nacocax zur Verwendung sind vielversprechend, da sie relativ hohe Wasserstoffkapazität, der spezifischen Wärme der Ausbildung haben, sind leicht aktiviert und anspruchslos in die Wasserstoffreinheit im Vergleich zu Legierungen des Typs AB 2 und AB 3.

Bekannte vodorodosorbiruyuschy AB 2 - Typ - Legierungszusammensetzung Zr 0,9 Ti 0,1 Cr 0,6 Fe 1,4 für Niedertemperaturkomponente taplovogo mit einem relativ hohen Wasserstoffpumpe (siehe. "Wärme- und Stoffübertragungsprozesse in der MH Umwandlung von Wärmeenergie durch Hitzewellen," abstrakt These für den Grad der Kandidat der technischen Wissenschaften, Kim Kyu Jong, Spezialität 05.14.05 - theoretischen Grundlagen der Wärmetechnik, Minsk, 2000). Der Hauptnachteil der Zirkonium-Basis Metallhydriden ist der niedrige Systemdruck (unterhalb Atmosphären 1,5-2 mal) , wenn Wasserstoff aus der bei niedriger Temperatur (HT) Legierung bei Hochtemperatur (HT) bei der Produktion von Kälte bei einer Temperatur unter 0 ° C wandert Für längerem Betrieb der Wärmepumpe kann von der Umgebung zu Leckage führen und schließlich zum Verlust ihrer Funktionalität. Ein weiterer Nachteil der bekannten Zusammensetzung ist hohe Anforderungen an die Reinheit des Wasserstoffs in das System von außen eingeführt zum Füllen der Wärmepumpe. Verunreinigungen, wie Sauerstoff, Stickstoff, Wasserdampf, führen zu einem Verlust der Legierung und seine Vergiftung Effizienz. Pre-Feinreinigung von Wasserstoff erhöht die Kosten für die Produktion von Wärmepumpen und erfordern die Schaffung einer geeigneten Infrastruktur.

Bekannte vodorodosorbiruyuschy LaNi 5 - Legierung, die in Wärmepumpen verwendet werden können (Ahlefeld G., I. Felkl "Wasserstoff in Metallen", Bd. 2. Angewandte Aspekte, S.. 8, Moskau, 1981 YG). Legierung Nachteil - Niederdruckplateau nA WÄHREND Temperaturen unter Null Isothermen können chto Leckage in dem System aus der Atmosphäre führen.

Effizienz Wärmepumpe esli es in der Kälte arbeitet, wird die Kühlleistung bestimmt durch die Kapazitäts Wasserstoff abhängt und technologische Eigenschaften im Zusammenhang mit Niedertemperatur-Komponente (Legierung) Hysterese Steigung Isothermen usw.

Die Aufgabe , die die beanspruchte Erfindung zu lösende Aufgabe ist die Herstellung einer Verbindung AB 5 Typ für Niedertemperatur - Wärmepumpe Komponenten, sorgt für eine bessere Kühlung als bisher, in der Nähe in pabochih Temperaturen auf Atmosphärendruck bei Drücken bekannt.

Das technische Ergebnis wird in diesem vodorodosorbiruyuschy Legierung mit Lanthan (La) und Nickel (Ni), verabreicht Mischmetall (Mm), Kobalt (Co) erreicht, mit dem folgenden Verhältnis der Komponenten, wt%: Mm - 001-32,4, La. - 0.01-32,1, Co - 13,6, Ni - Rest.

Die Erfindung besteht in einem neuen qualitative und quantitative Zusammensetzung vodorodosorbiruyuschego AB 5 -Typ - Legierung basiert Mischmetall und Lanthan-Nickel und Kobalt. Die Einführung der Cer-Mischmetall-Legierung, eine deklarierte und quantitative Merkmale Verhältnis Mischmetall und Lanthan in der Legierung, bieten eine hohe Wasserstoffkapazität, geringe Hysterese und die Neigung der Isothermen bei Drücken nahe der Betriebstemperatur zu atmofernomu und eine hohe Druckempfindlichkeit Isothermen Temperaturplateau, dass im allgemeinen erhöht sich die Kühlleistung der Wärmepumpe in der Betriebstemperatur der Legierung von -15 o C bis +25 o C.

Rationale für die PARAMETERS

Vodorodosorbiruyuschie Legierungen mit der folgenden Zusammensetzung erhalten, wt%.:

a) Mm - 29,1, La - 3,2, Co - 13,6, Ni - Rest;

b) mm - 24,3; La - 8,0; Co - 13,6, Ni - Rest;

in) mm - 19,4; La - 12,8, Co - 13,6; Ni - Rest;

g) La - 32,1, Mm - 0,01, Co - 13,6, Ni - Rest.

Fig. 1 zeigt die Ergebnisse dieser Legierungen bei +25 o C. Aus Fig. 1, dass Lanthan-Gehalt von Wasserstoffsorption Plateaudruck nimmt mit zunehmender. Fig. Figur 2 zeigt den Mittelwert der Druckplateau Desorptions - Isothermen von Wasserstoff diese Formulierungen bei -15 o C. C Erhöhung der Legierung aus Lanthan Wasserstoffdesorption Plateaudruck abnimmt. Die maximale Wasserstoffgehalt in den Legierungen der beanspruchten Zusammensetzung von mehr als 6 g-Atom / g-Mol - IC, der mittleren Desorptionsdruck von nicht mehr als 3,3 atm bei einer Temperatur von -15 o C. Es wurde experimentell gefunden, daß die Hysterese der Verbindungen beträgt etwa 1,2 (Fig. 3 ). Weiterhin Abbildungen 1 und 2 zeigen, dass die Legierungen mit einer Zusammensetzung in Gew% aufweist: Mm - 0,01-32,4, La - 0,01-32,1, Co - 13,6, Ni - sonst. haben eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Temperatur, Druck. Dies ist sehr wichtig bei der Interaktion mit einem Hoch IC während des Betriebs der Wärmepumpe. Zum Vergleich zeigt 4 die Sorptionsisotherme und Desorption von Legierung Zr 0,9 Ti 0,1 Cr 0,6 Fe 1,4 bei einer Temperatur von 30 o C und 60 o C. Die Legierung hat eine größere Hysterese ~ 1,6 und weniger Empfindlichkeit Druck auf Temperatur. Die erfinderische Legierungszusammensetzung Bereich mm-La-Ni-Co-Zusammensetzungen ist es ratsam, Mm zuzuteilen - 19,4-29,1 Gew%, La -. 3,2-12,8 Gew%, Co -. 13,6 Gew%. Ni, - sonst deren durchschnittliche Sorptions-Desorptions - Druck in der Arbeitstemperaturbereich nahe dem Atmosphärendruck (Desorptionsdruck bei -15 o C bedeuten 1,42-3,30 atm) und die maximale Wasserstoffgehalt der Verbindungen ist von 6 bis 6,7 g-Atom / g-Mol IMC. Diese Konzentrationen entsprechen fast dem horizontalen Abschnitt der Isothermen.

Eine Erhöhung der Konzentration von REM über der beanspruchten Legierung führt zur Bildung Nummer einer neuen Phase von A 2 B 7, und die Abnahme - in dem Auftreten einer Phasenstruktur aus Nickel und Kobalt. Zunahmen oder Abnahmen in der Legierung von Kobalt führt zu einer Abnahme in Druckgleichgewicht Isothermen auf der Hochebene, reduzierte Wasserstoffkapazität und Hysterese-Legierungen, die sich nachteilig auf die Kühlleistung der Wärmepumpe beeinflusst.

Beispiele für spezifische UMSETZUNG

Die Legierungen der beanspruchten Zusammensetzung hergestellt durch Chargenmaterialien in Lichtbogenöfen mit nicht abschmelzender Elektrode in einer Argonatmosphäre geschmolzen wird. Kristallisations Legierungen aufgrund der spezifischen Design apparatury in der gleichen tex wassergekühlten Kupfer Formen durchgeführt, und das Plavka. Nach mehreren seziert Umschmelzofen wurde Barren auf einem Backenbrecher zerkleinert und zu einer Trennung unterworfen, um ein Material mit einer Größe von weniger als 3,0 mm herzustellen. Für Legierungen, Mischmetall Marke Marke La3-0 MTS50ZHZ Lanthan, Nickel Klasse H-4, Kobalt Klasse K-0 verwendet. Bei der Berechnung der gewogenen Portionen wurde die Menge an REM mit einer 3% igen Überschuß genommen. Damit die Zusammensetzung des Rohlings zu erhalten.

Die Testergebnisse sind in Fig. 1-3.

Somit stellt die erfindungsgemäße Zusammensetzung und Kobalt zu Mischmetall - Wasserstoff - Batterie und einer Niedertemperatur - Wärmepumpe Komponenten Lanthan und Nickel - Legierung , die die Erhöhung der spezifischen Kühlkapazität (in kJ / dm 3) um 21% im Vergleich mit der Legierung Po Zr 0,9 Ti 0,1 Cr 0 6Fe 1,4.

FORDERUNGEN

Vodorodosorbiruyuschy Legierung für Wasserstoff-Batterie und eine Niedertemperaturkomponente Wärmepumpe umfassend Lanthan und Nickel, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Kobalt und Mischmetall im folgenden Verhältnis, wt%.:

Mischmetall - 0,01-32,4

Lanthanum - 0,01-32,1

Cobalt - 13,6

Nickel - Ostalnoey

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Erscheinungsdatum 04.01.2007gg