水素吸蔵材料、電気化学的に活性な材料、電気化学セル及び電子機器
本発明は、マグネシウムの合金を有する水素吸蔵材料に関する。本発明は、電気化学的に活性な材料及びこのような水素吸蔵材料を有する少なくとも１つの電極を備えた電気化学セルに関する。また、本発明は、このような電気化学セルを有する電子機器にも関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムの合金を有する水素吸蔵材料に関する。本発明は、このような水素吸蔵材料を有する水素ガスの吸蔵用装置にも関する。本発明は、更に、このような水素吸蔵材料を有する電極を設けられた電気化学セル及び電気化学的に活性な材料に関する。また、本発明は、このような電気化学セルを有する電子機器にも関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｌｉイオン及びニッケル−金属水素化物（ＮｉＭＨ）バッテリは、多くの電気装置、特に携帯電話、ラップトップ、シェーバ及び電力ツールのような電子機器において使用されている。この携帯機器のエネルギ消費が確実に高まっているので、重量の増加に帰着せずにより大量のエネルギを蓄積することができる改良されたＮｉＭＨバッテリが必要とされている。大きなグループの金属合金が、金属水素化物を形成するように可逆的に水素と反応することができるが、少数のみが水素吸蔵に適している。前記合金は、中程度の圧力及び温度で容易に水素と反応及び解放しなくてはならず、大きなサイクル数にわたり反応性及び容量を維持するように安定でなくてはならない。水素吸蔵材料として機能するように適合された既知のグループは、化学式ＡＢ5により表わされ、ここでＡ及びＢは金属元素である。ＡＢ5型の水素吸蔵合金の例は、ＭｍＮｉ3.5Ｃｏ0.7Ａｌ0.7Ｍｎ0.1、ＭｍＮｉ3.6Ｃｏ0.7Ｍｎ0.4Ａｌ0.3、ＳｒＴｉＯ3−ＬａＮｉ3.76Ａｌ1.24Ｈｎ、Ｌａ0.8Ｃｅ0.2Ｎｉ4.25Ｃｏ0.5Ｓｎ0.25、ＭｍＮｉ3.6Ｃｏ0.7Ａｌ0.6Ｍｎ0.1、及びＬａＮｉ5である。ＡＢ5型合金を有する金属水素化物（ＭＨ）の容量は、現在約３００ｍＡｈ／ｇである。
【０００３】
これまでかなりの期間、研究は、改良された性質を持つ水素吸蔵材料に向けられていた。水素吸蔵材料としてマグネシウムにいくらかの関心があったが、マグネシウムは、充電及び放電が約３００℃から上昇された温度において許容可能な速度でのみ生じるという不利点を持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、マグネシウムに基づく改良された水素吸蔵材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、マグネシウムと、遷移元素である少なくとも１つの元素Ａと、マグネシウム水素化物より高い水素化物生成熱を持つ元素である少なくとも１つの元素Ｂの合金を有する水素吸蔵材料を提供することにより達成されることができる。このような合金は、マグネシウム又は遷移元素Ａのみを有し、元素Ｂを有さないマグネシウム合金と比較して増大された水素分圧を生じる。また、このような材料は、重量密度当たりの比較的高いエネルギを持つ。室温（２０−２５℃）において、水素で充電されたマグネシウムは、効率的なエネルギ出力を可能にするには低すぎる水素分圧を生じるので、純粋なマグネシウムではなくマグネシウムの合金を使用することが必要である。対照的に、本発明による合金は、室温において十分に高い水素分圧を持つ。元素Ａに対して、特に蛍石結晶構造を形成する傾向を持つ元素が、有用であり、したがって好ましい。また、高い重量エネルギ密度を持つ水素吸蔵材料を生じる第１遷移系列からの遷移元素Ａも好ましい。複数の種類の遷移元素Ａが、前記合金内の混合物として使用されることができる。好ましくは、元素Ｂは、典型的には−１０ｋＪ／ｍｏｌＨより高い水素化物生成熱を持ち、正の生成熱さえ持ちうる。対照的に、純粋なマグネシウム水素化物（ＭｇＨ2）の生成熱は、−３７ｋＪ／ｍｏｌＨである。元素Ｂにより形成される水素化物は、共有結合性水素化物に分類されるが、しかしながら、これらの元素Ｂは、必ずしも、マグネシウム合金内で共有結合された水素化物を形成しない。ほとんどの共有結合性水素化物は、１ｂａｒの水素圧において正の生成熱又はわずかに負の生成熱を持つ。本発明による水素吸蔵材料は、電気化学反応に関与する水素及び／又は気体水素（Ｈ2）で充電されることができる。
【０００６】
元素Ｂは、マグネシウム及び元素Ａのみからなる同じ合金と比較される場合、水素を取り込んだ合金の到達可能な水素分圧の向上を生じる。単一の元素Ｂの代わりに、複数の元素Ｂの混合物も使用されることができる。好適な実施例において、前記合金は、少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムと、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ａと、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ｂとを有する。ここで、モル分率×１００％により形成されるモルパーセントは、マグネシウム、元素Ａ及び元素Ｂの総モル量に関するものである。例えば、前記合金は、少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムと、少なくとも０．１ｍｏｌ％のチタンと、少なくとも０．１ｍｏｌ％のアルミニウムとを有することができる。より好ましくは、前記合金は、少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムと、少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ａと、少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ｂとを有する。好ましくは、マグネシウム、元素Ａ及び元素Ｂのモルパーセントの和は、１００ｍｏｌ％以下であり、ここで、前記合金が、マグネシウム、元素Ａ及び元素Ｂ以外の元素を追加的に有することができることに注意する。本発明による水素吸蔵材料は、好ましくは、所定量のマグネシウムと、遷移元素である少なくとも１つの元素Ａと、共有結合性水素化物を形成することができる元素である少なくとも１つの元素Ｂとから合金を形成するプロセスステップを有する方法により作成される。合金の形成は、好ましくは、電子ビーム蒸着法、メルトスプレー法、メルトスピニング法、スプラット冷却法、蒸気冷却法、ガス噴霧法、プラズマスプレー法、デューキャスティング法（due casting）、ボールミル法、スパッタリング法及び水素誘導粉末形成法からなるグループから選択された少なくとも１つの技術を用いて実行される。
【０００７】
元素Ａが、スカンジウム、バナジウム、チタン及びクロムからなるグループから選択される少なくとも１つの遷移元素を有することが好ましい。これらの元素Ａの使用は、一般に、最良の水素充電及び放電性質を提供する。最も好ましくは、元素Ａはチタンである。マグネシウム合金におけるチタンの使用は、素晴らしい水素充電及び放電性質を示す。また、チタンは、比較的低い重量を持ち、水素充電合金において比較的高い重量エネルギ密度（合金の単位重量当たりに蓄積されることができるエネルギの量）を可能にする。
【０００８】
元素Ｂが、アルミニウム、ホウ素、炭素及びケイ素、ガリウム並びにゲルマニウムからなるグループから選択される少なくとも１つの元素を有することが好ましい。この好適な実施例において、前記マグネシウム合金に対する水素の充電及び放電の両方は、比較的容易かつ迅速に生じる。
【０００９】
元素Ｂが、アルミニウム、ホウ素、炭素及びケイ素、ガリウム並びにゲルマニウムからなるグループから選択される１より多い元素Ｂを含む合金も、この性質を持つ。これら全ての元素が、原理的に、別個の化合物として共有結合性水素化物を形成することができる。好ましくは、元素Ｂは、アルミニウム、ケイ素又はアルミニウム及びケイ素の混合物である。アルミニウム及び／又はケイ素を有する本発明による合金は、最も有利な水素充電及び放電性質をもたらす。アルミニウム及びケイ素の他の利点は、環境に対して比較的無害であることである。
【００１０】
最も好ましくは、元素Ａはチタンであり、元素Ｂはアルミニウム、ケイ素又はアルミニウム及びケイ素の混合物である。アルミニウム及び／又はケイ素と混合されたチタン及びマグネシウムから作られた合金は、ＭｇxＴｉyＡｌz、ＭｇxＴｉyＳｉz及びＭｇxＴｉyＡｌz1Ｓｉz2と示されることができ、ここでx、y、z、z1及びz2は、前記合金内のそれぞれの元素の相対モル（又は原子の）量である。本発明による合金は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ及び／又はＳｉに加えて付加的な元素をも含んでもよい。
【００１１】
好適な実施例において、前記合金は、少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムを有する。このような合金は、良好な水素吸蔵能力を持つ。好ましくは、前記合金は、５０ないし９０ｍｏｌ％のマグネシウムを有する。速度能力は、マグネシウム、元素Ａ及び元素Ｂの総量に対して９０ｍｏｌ％より高い原子分率のマグネシウムを持つ合金において劇的に低下する。９０ｍｏｌ％マグネシウムより下の範囲において、本発明による合金が、高速度を可能にする有利な蛍石結晶構造を持ち、それほど有利ではない水素輸送特性を持つルチル構造が、高マグネシウム含有量を持つ合金においてより支配的になることに注意する。
【００１２】
前記合金が、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ａ、好ましくは少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ａ、より好ましくは少なくとも１０ｍｏｌ％の元素Ａを有することは有利である。このような合金は、水素を充電及び放電する最良の速度性能を持つ。最も好ましくは、前記合金は、１５ｍｏｌ％ないし２５ｍｏｌ％の量で元素Ａを有する。本発明による合金の速度性能は、元素Ａの２５ｍｏｌ％より高い範囲において元素Ａの分率と線形に動くようにみえるが、前記速度性能の他の線形性質から逸脱する速度性能の予期されない増加が、元素Ａの１５ｍｏｌ％ないし２５ｍｏｌ％の範囲において観測される。
【００１３】
好適な実施例において、前記合金は、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ｂ、好ましくは少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ｂ、より好ましくは少なくとも１０ｍｏｌ％の元素Ｂを有する。このような合金は、良好な水素吸蔵能力及び良好な充電及び放電速度性能を持つ。好適な実施例において、前記合金は、５０：１ないし２：１、最も好ましくは１０：１ないし４：１のモル比でマグネシウム及び元素Ｂを有する。これらの合金は、良好な水素吸蔵能力と良好な充電及び放電速度性能との間のバランスが取れている。
【００１４】
前記合金が蛍石結晶構造を有することは有利である。蛍石結晶構造は、純粋なマグネシウムにおいて一般的であるルチル構造より高い水素充電及び放電速度性能を生じる。
【００１５】
本発明は、本発明による水素吸蔵材料を有する水素ガスを吸蔵する装置に関する。このような装置は、例えば、水素燃料自動車に組み込まれることができる。
【００１６】
本発明は、本発明による水素吸蔵材料を有することを特徴とする電気化学的に活性な材料をも提供する。このような電気化学的に活性な材料は、多くの電気アプリケーションにおいて使用されることができる。特定の例は、電極材料としての前記水素吸蔵材料の使用である。
【００１７】
本発明は、更に、本発明による電気化学的に活性な材料を有する電極を有する電気化学セルに関する。電気化学セルは、一般に、少なくとも陽極及び陰極を有する。好ましくは、前記陰極は、本発明による水素吸蔵材料を有する。このような電気化学セルは、例えば、水素からの電力の効果的な生成に使用されることができる。
【００１８】
本発明は、更に、本発明による少なくとも１つの電気化学セルにより電力供給される電子機器に関する。このような電気化学セルは、携帯電話、電子手帳及びラップトップのような携帯機器において使用可能である再充電可能バッテリのような軽量の装置を可能にする。他のアプリケーションは、水素吸蔵媒体として、携帯又は固定式アプリケーション、特に燃料電池駆動電気自動車にある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】０．５０≦ｙ≦１．０のＭｇyＴｉ(1-y)合金の速度性能に対するＴｉ含有量の効果を示す。
【図２】１０ｎｍのＰｄを持つアズデポジットの２００ｎｍ厚のＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15薄膜のＸＲＤスペクトルを示す。
【図３】Ｍｇ69Ｔｉ21Ａｌ10（曲線（ａ））及びＭｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10（曲線（ｂ））合金に対応する等温線を示す。
【図４】Ｍｇ55Ｔｉ30Ａｌ15（曲線（ａ））及びＭｇ60Ｔｉ30Ａｌ10（曲線（ｂ））の平衡曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、以下の非限定的な例によりここに説明される。
例
【００２１】
Ｍｇ55Ｔｉ30Ａｌ15、Ｍｇ60Ｔｉ30Ａｌ10、Ｍｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10及びＭｇ69Ｔｉ21Ａｌ10の薄膜が、高真空蒸着（ベースプレッシャ１０-7ｍｂａｒ）を用いて作成される。（名目上）２００ｎｍの厚さを持つ前記薄膜が、インハウス手順を使用して事前に完全に洗浄された水晶基板（２０ｍｍ直径）上に成膜される。１０ｎｍＰｄのキャップ層が、前記薄膜を酸化から保護し、水素吸蔵及び水素放出を触媒するために前記薄膜の上に成膜される。
【００２２】
前記薄膜全体を通して組成の一様性が、ラザフォード後方散乱分光（ＲＢＳ）を用いて確認され、これは、個別の元素の成膜速度が、良好に制御されたことを示す。更に、Ｘ線回折が、アズデポジット（as-deposited）膜の結晶相を識別するのに使用される。
【００２３】
前記薄膜内の水素含有量の計算は、単にＲＢＳ測定に基づき、その精度は約１％である。前記Ｐｄキャップ層内の水素の量が、この値の３％を超える偏差を計上することができないので、前記Ｐｄキャップ層に対して補正は行われないことに注意すべきである。
【００２４】
電気化学的測定は、前記薄膜が作用電極（３ｃｍ2の活性表面積）として機能する６Ｍ ＫＯＨ電解質で満たされたセルを囲むウォータジャケットを用いて２９８Ｋに温度調節された三電極電気化学セルを使用して実行される。前記薄膜は、導電性接着剤を使用して付着された銀ワイヤと接触される。化学的に不活性な絶縁ラッカーが、前記接触点及び前記接触点を前記電解質から遮蔽する前記基板の縁に塗布される。前記作用電極の電位が、６Ｍ ＫＯＨ溶液で満たされたＨｇ／ＨｇＯ基準電極に対して測定される。この基準電極は、前記電解質により引き起こされる抵抗降下を最小化するために前記作用電極に非常に近く配置される。
【００２５】
対向電極、パラジウム棒は、前記セル内の別個の区画に配置され、前記電解質と接触する総面積が十分に大きいことに注意する。前記作用及び対向電極の両方を保持する区画が、フリットガラスを用いて分離される。別個のセットアップにおいて、前記対向電極は、水素で事前充電される（ＰｄＨX）。このパラジウム棒から全ての水素を引き出すのに必要とされる電荷の総量は、前記薄膜作用電極を完全に水素化するのに必要とされる電荷を大きく超過する。これは、電気化学検査中に、酸素が前記パラジウム対向電極において生成されないことを保証する。初めに酸素洗浄装置を通って導かれるアルゴンガスは、前記セットアップを脱気するために前記測定の前及び間に使用される。
【００２６】
定電流間欠滴定法（ＧＩＴＴ）が、前記合金への水素挿入及び前記合金からの水素抽出に関連する電気化学応答を測定するのに使用される。各電流パルスの後に、前記薄膜は、１時間だけ平衡化することを可能にされる。各パルス中に印加される電流は１００ｍＡ／ｇである。クーロン計数（Coulomb counting）は、重量測定蓄積能力を決定するのに使用される。
【００２７】
高速（１０００ｍＡ／ｇ；曲線（ａ））及びその後で低速電流（１００ｍＡ／ｇ；曲線（ｂ））で完全に水素化された膜を放電した場合に、０．５０≦ｙ≦１．０のＭｇyＴｉ(1-y)合金の速度性能に対するＴｉ含有量の効果は、図１に示され、変化する組成を持つＭｇyＴｉ(1-y)電極に対する放電能力（Ｑｄ）を示す。マグネシウムが、アルミニウムのような共有結合水素化物を形成することができる元素で部分的に置き換えられる合金、例えばＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15、Ｍｇ60Ｔｉ30Ａｌ10、Ｍｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10及びＭｇ69Ｔｉ21Ａｌ10に対して同等な結果が得られる。
【００２８】
ＧｍyＳｃ(1-y)合金に対する放電能力（Ｑd）の同様な組成依存性が、これまでに見つかっている。そこで、前記水素化物の結晶構造が水素輸送特性を劇的に変化させることが議論された。より詳細には、０≦Ｍｇ≦８０ｍｏｌ％の範囲のＭｇ含有量を持つ材料が立方蛍石構造を持つことが見つかった。８０ｍｏｌ％を超えてＭｇ含有量を増加させることにより、水素化物分解反応の反応速度は、純粋なＭｇに対する非常に低いＱd値まで劇的に減少する。著しく、この観察と一致して、結晶学的構造が、蛍石型からＭｇでは普通のルチル構造に変化することがわかった。ＭｇＳｃ水素化物の好ましい蛍石構造は、たいがい、Ｓｃが部分的にＭｇにより置換される場合でさえ、ＳｃＨ2の面心立方（ｆｃｃ）構造が保持されるという事実から生じる。ＴｉＨ2もｆｃｃ構造を持つことが知られているので、ＭｇＳｃとＭｇＴｉ合金との間の近いアナロジは、再び、ＭｇＴｉＨx化合物の蛍石構造が、８０ｍｏｌ％のＭｇまで保持されることを示す。
【００２９】
純粋なＭｇＴｉ水素化物の主な利点は、低い水素分圧（約７×１０-7ｂａｒ）である。水素分圧を増加させるために、極めて安定な水素化物を形成しない元素の追加が、ＭｇＴｉ格子内に含まれる。更に、ＭｇＴｉ合金の高い重量測定エネルギ密度を保持するために、軽量の元素のみが有望な代替物である。これらの要件を満たす元素の１つはＡｌである（ＡｌＨ3に対する生成熱−４ｋＪ／ｍｏｌＨ）。図２は、１０ｎｍのＰｄを持つアズデポジットの２００ｎｍ厚のＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15薄膜のＸＲＤスペクトルを示す。これは、Ｍｇ内のＴｉの固溶液が、単相結晶合金に対して［００２］方向の優越方位を持つように形成されることを示す。これらの観察により、前記ＭｇＴｉＳｉ化合物のＸＲＤスペクトルは、単相結晶合金の形成を示すが、しかしながら、この場合、いくらか低い強度が見つけられ、したがってＰｄに関する相対的ピーク強度は減少し、より多くのＰｄ面が前記ＸＲＤスペクトルに現させる。両方のＸＲＤスペクトルが、Ａｌ及びＳｉの追加によるＭｇＴｉ合金と比較した単位セルの減少する格子係数を示す。
【００３０】
Ｍｇ69Ｔｉ21Ａｌ10（曲線（ａ））及びＭｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10（曲線（ｂ））合金に対応する等温線が、図３に描かれる。これらの測定は、Ｍｇ69Ｔｉ21Ａｌ10化合物に対して６．０３ｗｔ％の重量測定蓄積能力を示す。４．５３ｗｔ％の重量測定蓄積能力が、Ｍｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10合金に対して得られる。加えて、非常に高い水素分圧、すなわち平均でＭｇ69Ｔｉ21Ａｌ10に対して０．４５ｂａｒ及びＭｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10に対して０．２４ｂａｒが、それぞれ約２．２ｗｔ％Ｈ及び１．４４ｗｔ％Ｈまで得られる。比較すると、市販されているニッケル金属水素化物バッテリにおいて使用されるミッシュメタルベースのＡＢ5化合物（曲線ｃ）は、約１．１ｗｔ％の水素までの高い水素分圧により特徴づけられる（上の軸が曲線（ｃ）に対応する）。
【００３１】
Ｍｇ55Ｔｉ30Ａｌ15（曲線（ａ））及びＭｇ60Ｔｉ30Ａｌ10（曲線（ｂ））の平衡曲線が、図４に描かれる。これらの測定から、Ｍｇ55Ｔｉ30Ａｌ15及びＭｇ60Ｔｉ30Ａｌ10の重量測定能力が、それぞれ４．１４及び５．２２ｗｔ％Ｈである結果となる。加えて、非常に高い水素分圧、すなわち平均でＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15に対して０．１６ｂａｒ及びＭｇ60Ｔｉ30Ａｌ10に対して０．４０ｂａｒが、１．７ｗｔ％Ｈ中に得られる。
【００３２】
示されるように、Ａｌの付加によりＭｇＴｉ合金の水素分圧を増加させることが可能である。上述の結果に基づき、Ｂ、Ｃ及びＳｉも同様の効果のために使用されることができる。本発明の開示において述べられる前記水素化物の生成熱及び前記元素の原子半径は、表１にリストされる。
【００３３】
例えばＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15、Ｍｇ60Ｔｉ30Ａｌ10、Ｍｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10及びＭｇ69Ｔｉ21Ａｌ10のような本発明による水素吸蔵材料は、例えば電気化学的に活性な材料として、例えば燃料電池又は水素ガスを吸蔵する媒体における、様々なアプリケーションに適している。
【００３４】
表１：本発明の開示において論じられた元素の水素化物の生成熱及び原子半径。
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムの合金を有する水素吸蔵材料に関する。本発明は、このような水素吸蔵材料を有する水素ガスの吸蔵用装置にも関する。本発明は、更に、このような水素吸蔵材料を有する電極を設けられた電気化学セル及び電気化学的に活性な材料に関する。また、本発明は、このような電気化学セルを有する電子機器にも関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｌｉイオン及びニッケル−金属水素化物（ＮｉＭＨ）バッテリは、多くの電気装置、特に携帯電話、ラップトップ、シェーバ及び電力ツールのような電子機器において使用されている。この携帯機器のエネルギ消費が確実に高まっているので、重量の増加に帰着せずにより大量のエネルギを蓄積することができる改良されたＮｉＭＨバッテリが必要とされている。大きなグループの金属合金が、金属水素化物を形成するように可逆的に水素と反応することができるが、少数のみが水素吸蔵に適している。前記合金は、中程度の圧力及び温度で容易に水素と反応及び解放しなくてはならず、大きなサイクル数にわたり反応性及び容量を維持するように安定でなくてはならない。水素吸蔵材料として機能するように適合された既知のグループは、化学式ＡＢ5により表わされ、ここでＡ及びＢは金属元素である。ＡＢ5型の水素吸蔵合金の例は、ＭｍＮｉ3.5Ｃｏ0.7Ａｌ0.7Ｍｎ0.1、ＭｍＮｉ3.6Ｃｏ0.7Ｍｎ0.4Ａｌ0.3、ＳｒＴｉＯ3−ＬａＮｉ3.76Ａｌ1.24Ｈｎ、Ｌａ0.8Ｃｅ0.2Ｎｉ4.25Ｃｏ0.5Ｓｎ0.25、ＭｍＮｉ3.6Ｃｏ0.7Ａｌ0.6Ｍｎ0.1、及びＬａＮｉ5である。ＡＢ5型合金を有する金属水素化物（ＭＨ）の容量は、現在約３００ｍＡｈ／ｇである。
【０００３】
これまでかなりの期間、研究は、改良された性質を持つ水素吸蔵材料に向けられていた。水素吸蔵材料としてマグネシウムにいくらかの関心があったが、マグネシウムは、充電及び放電が約３００℃から上昇された温度において許容可能な速度でのみ生じるという不利点を持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、マグネシウムに基づく改良された水素吸蔵材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、マグネシウムと、遷移元素である少なくとも１つの元素Ａと、マグネシウム水素化物より高い水素化物生成熱を持つ元素である少なくとも１つの元素Ｂの合金を有する水素吸蔵材料を提供することにより達成されることができる。このような合金は、マグネシウム又は遷移元素Ａのみを有し、元素Ｂを有さないマグネシウム合金と比較して増大された水素分圧を生じる。また、このような材料は、重量密度当たりの比較的高いエネルギを持つ。室温（２０−２５℃）において、水素で充電されたマグネシウムは、効率的なエネルギ出力を可能にするには低すぎる水素分圧を生じるので、純粋なマグネシウムではなくマグネシウムの合金を使用することが必要である。対照的に、本発明による合金は、室温において十分に高い水素分圧を持つ。元素Ａに対して、特に蛍石結晶構造を形成する傾向を持つ元素が、有用であり、したがって好ましい。また、高い重量エネルギ密度を持つ水素吸蔵材料を生じる第１遷移系列からの遷移元素Ａも好ましい。複数の種類の遷移元素Ａが、前記合金内の混合物として使用されることができる。好ましくは、元素Ｂは、典型的には−１０ｋＪ／ｍｏｌＨより高い水素化物生成熱を持ち、正の生成熱さえ持ちうる。対照的に、純粋なマグネシウム水素化物（ＭｇＨ2）の生成熱は、−３７ｋＪ／ｍｏｌＨである。元素Ｂにより形成される水素化物は、共有結合性水素化物に分類されるが、しかしながら、これらの元素Ｂは、必ずしも、マグネシウム合金内で共有結合された水素化物を形成しない。ほとんどの共有結合性水素化物は、１ｂａｒの水素圧において正の生成熱又はわずかに負の生成熱を持つ。本発明による水素吸蔵材料は、電気化学反応に関与する水素及び／又は気体水素（Ｈ2）で充電されることができる。
【０００６】
元素Ｂは、マグネシウム及び元素Ａのみからなる同じ合金と比較される場合、水素を取り込んだ合金の到達可能な水素分圧の向上を生じる。単一の元素Ｂの代わりに、複数の元素Ｂの混合物も使用されることができる。好適な実施例において、前記合金は、少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムと、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ａと、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ｂとを有する。ここで、モル分率×１００％により形成されるモルパーセントは、マグネシウム、元素Ａ及び元素Ｂの総モル量に関するものである。例えば、前記合金は、少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムと、少なくとも０．１ｍｏｌ％のチタンと、少なくとも０．１ｍｏｌ％のアルミニウムとを有することができる。より好ましくは、前記合金は、少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムと、少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ａと、少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ｂとを有する。好ましくは、マグネシウム、元素Ａ及び元素Ｂのモルパーセントの和は、１００ｍｏｌ％以下であり、ここで、前記合金が、マグネシウム、元素Ａ及び元素Ｂ以外の元素を追加的に有することができることに注意する。本発明による水素吸蔵材料は、好ましくは、所定量のマグネシウムと、遷移元素である少なくとも１つの元素Ａと、共有結合性水素化物を形成することができる元素である少なくとも１つの元素Ｂとから合金を形成するプロセスステップを有する方法により作成される。合金の形成は、好ましくは、電子ビーム蒸着法、メルトスプレー法、メルトスピニング法、スプラット冷却法、蒸気冷却法、ガス噴霧法、プラズマスプレー法、デューキャスティング法（due casting）、ボールミル法、スパッタリング法及び水素誘導粉末形成法からなるグループから選択された少なくとも１つの技術を用いて実行される。
【０００７】
元素Ａが、スカンジウム、バナジウム、チタン及びクロムからなるグループから選択される少なくとも１つの遷移元素を有することが好ましい。これらの元素Ａの使用は、一般に、最良の水素充電及び放電性質を提供する。最も好ましくは、元素Ａはチタンである。マグネシウム合金におけるチタンの使用は、素晴らしい水素充電及び放電性質を示す。また、チタンは、比較的低い重量を持ち、水素充電合金において比較的高い重量エネルギ密度（合金の単位重量当たりに蓄積されることができるエネルギの量）を可能にする。
【０００８】
元素Ｂが、アルミニウム、ホウ素、炭素及びケイ素、ガリウム並びにゲルマニウムからなるグループから選択される少なくとも１つの元素を有することが好ましい。この好適な実施例において、前記マグネシウム合金に対する水素の充電及び放電の両方は、比較的容易かつ迅速に生じる。
【０００９】
元素Ｂが、アルミニウム、ホウ素、炭素及びケイ素、ガリウム並びにゲルマニウムからなるグループから選択される１より多い元素Ｂを含む合金も、この性質を持つ。これら全ての元素が、原理的に、別個の化合物として共有結合性水素化物を形成することができる。好ましくは、元素Ｂは、アルミニウム、ケイ素又はアルミニウム及びケイ素の混合物である。アルミニウム及び／又はケイ素を有する本発明による合金は、最も有利な水素充電及び放電性質をもたらす。アルミニウム及びケイ素の他の利点は、環境に対して比較的無害であることである。
【００１０】
最も好ましくは、元素Ａはチタンであり、元素Ｂはアルミニウム、ケイ素又はアルミニウム及びケイ素の混合物である。アルミニウム及び／又はケイ素と混合されたチタン及びマグネシウムから作られた合金は、ＭｇxＴｉyＡｌz、ＭｇxＴｉyＳｉz及びＭｇxＴｉyＡｌz1Ｓｉz2と示されることができ、ここでx、y、z、z1及びz2は、前記合金内のそれぞれの元素の相対モル（又は原子の）量である。本発明による合金は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ及び／又はＳｉに加えて付加的な元素をも含んでもよい。
【００１１】
好適な実施例において、前記合金は、少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムを有する。このような合金は、良好な水素吸蔵能力を持つ。好ましくは、前記合金は、５０ないし９０ｍｏｌ％のマグネシウムを有する。速度能力は、マグネシウム、元素Ａ及び元素Ｂの総量に対して９０ｍｏｌ％より高い原子分率のマグネシウムを持つ合金において劇的に低下する。９０ｍｏｌ％マグネシウムより下の範囲において、本発明による合金が、高速度を可能にする有利な蛍石結晶構造を持ち、それほど有利ではない水素輸送特性を持つルチル構造が、高マグネシウム含有量を持つ合金においてより支配的になることに注意する。
【００１２】
前記合金が、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ａ、好ましくは少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ａ、より好ましくは少なくとも１０ｍｏｌ％の元素Ａを有することは有利である。このような合金は、水素を充電及び放電する最良の速度性能を持つ。最も好ましくは、前記合金は、１５ｍｏｌ％ないし２５ｍｏｌ％の量で元素Ａを有する。本発明による合金の速度性能は、元素Ａの２５ｍｏｌ％より高い範囲において元素Ａの分率と線形に動くようにみえるが、前記速度性能の他の線形性質から逸脱する速度性能の予期されない増加が、元素Ａの１５ｍｏｌ％ないし２５ｍｏｌ％の範囲において観測される。
【００１３】
好適な実施例において、前記合金は、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ｂ、好ましくは少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ｂ、より好ましくは少なくとも１０ｍｏｌ％の元素Ｂを有する。このような合金は、良好な水素吸蔵能力及び良好な充電及び放電速度性能を持つ。好適な実施例において、前記合金は、５０：１ないし２：１、最も好ましくは１０：１ないし４：１のモル比でマグネシウム及び元素Ｂを有する。これらの合金は、良好な水素吸蔵能力と良好な充電及び放電速度性能との間のバランスが取れている。
【００１４】
前記合金が蛍石結晶構造を有することは有利である。蛍石結晶構造は、純粋なマグネシウムにおいて一般的であるルチル構造より高い水素充電及び放電速度性能を生じる。
【００１５】
本発明は、本発明による水素吸蔵材料を有する水素ガスを吸蔵する装置に関する。このような装置は、例えば、水素燃料自動車に組み込まれることができる。
【００１６】
本発明は、本発明による水素吸蔵材料を有することを特徴とする電気化学的に活性な材料をも提供する。このような電気化学的に活性な材料は、多くの電気アプリケーションにおいて使用されることができる。特定の例は、電極材料としての前記水素吸蔵材料の使用である。
【００１７】
本発明は、更に、本発明による電気化学的に活性な材料を有する電極を有する電気化学セルに関する。電気化学セルは、一般に、少なくとも陽極及び陰極を有する。好ましくは、前記陰極は、本発明による水素吸蔵材料を有する。このような電気化学セルは、例えば、水素からの電力の効果的な生成に使用されることができる。
【００１８】
本発明は、更に、本発明による少なくとも１つの電気化学セルにより電力供給される電子機器に関する。このような電気化学セルは、携帯電話、電子手帳及びラップトップのような携帯機器において使用可能である再充電可能バッテリのような軽量の装置を可能にする。他のアプリケーションは、水素吸蔵媒体として、携帯又は固定式アプリケーション、特に燃料電池駆動電気自動車にある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】０．５０≦ｙ≦１．０のＭｇyＴｉ(1-y)合金の速度性能に対するＴｉ含有量の効果を示す。
【図２】１０ｎｍのＰｄを持つアズデポジットの２００ｎｍ厚のＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15薄膜のＸＲＤスペクトルを示す。
【図３】Ｍｇ69Ｔｉ21Ａｌ10（曲線（ａ））及びＭｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10（曲線（ｂ））合金に対応する等温線を示す。
【図４】Ｍｇ55Ｔｉ30Ａｌ15（曲線（ａ））及びＭｇ60Ｔｉ30Ａｌ10（曲線（ｂ））の平衡曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、以下の非限定的な例によりここに説明される。
例
【００２１】
Ｍｇ55Ｔｉ30Ａｌ15、Ｍｇ60Ｔｉ30Ａｌ10、Ｍｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10及びＭｇ69Ｔｉ21Ａｌ10の薄膜が、高真空蒸着（ベースプレッシャ１０-7ｍｂａｒ）を用いて作成される。（名目上）２００ｎｍの厚さを持つ前記薄膜が、インハウス手順を使用して事前に完全に洗浄された水晶基板（２０ｍｍ直径）上に成膜される。１０ｎｍＰｄのキャップ層が、前記薄膜を酸化から保護し、水素吸蔵及び水素放出を触媒するために前記薄膜の上に成膜される。
【００２２】
前記薄膜全体を通して組成の一様性が、ラザフォード後方散乱分光（ＲＢＳ）を用いて確認され、これは、個別の元素の成膜速度が、良好に制御されたことを示す。更に、Ｘ線回折が、アズデポジット（as-deposited）膜の結晶相を識別するのに使用される。
【００２３】
前記薄膜内の水素含有量の計算は、単にＲＢＳ測定に基づき、その精度は約１％である。前記Ｐｄキャップ層内の水素の量が、この値の３％を超える偏差を計上することができないので、前記Ｐｄキャップ層に対して補正は行われないことに注意すべきである。
【００２４】
電気化学的測定は、前記薄膜が作用電極（３ｃｍ2の活性表面積）として機能する６Ｍ ＫＯＨ電解質で満たされたセルを囲むウォータジャケットを用いて２９８Ｋに温度調節された三電極電気化学セルを使用して実行される。前記薄膜は、導電性接着剤を使用して付着された銀ワイヤと接触される。化学的に不活性な絶縁ラッカーが、前記接触点及び前記接触点を前記電解質から遮蔽する前記基板の縁に塗布される。前記作用電極の電位が、６Ｍ ＫＯＨ溶液で満たされたＨｇ／ＨｇＯ基準電極に対して測定される。この基準電極は、前記電解質により引き起こされる抵抗降下を最小化するために前記作用電極に非常に近く配置される。
【００２５】
対向電極、パラジウム棒は、前記セル内の別個の区画に配置され、前記電解質と接触する総面積が十分に大きいことに注意する。前記作用及び対向電極の両方を保持する区画が、フリットガラスを用いて分離される。別個のセットアップにおいて、前記対向電極は、水素で事前充電される（ＰｄＨX）。このパラジウム棒から全ての水素を引き出すのに必要とされる電荷の総量は、前記薄膜作用電極を完全に水素化するのに必要とされる電荷を大きく超過する。これは、電気化学検査中に、酸素が前記パラジウム対向電極において生成されないことを保証する。初めに酸素洗浄装置を通って導かれるアルゴンガスは、前記セットアップを脱気するために前記測定の前及び間に使用される。
【００２６】
定電流間欠滴定法（ＧＩＴＴ）が、前記合金への水素挿入及び前記合金からの水素抽出に関連する電気化学応答を測定するのに使用される。各電流パルスの後に、前記薄膜は、１時間だけ平衡化することを可能にされる。各パルス中に印加される電流は１００ｍＡ／ｇである。クーロン計数（Coulomb counting）は、重量測定蓄積能力を決定するのに使用される。
【００２７】
高速（１０００ｍＡ／ｇ；曲線（ａ））及びその後で低速電流（１００ｍＡ／ｇ；曲線（ｂ））で完全に水素化された膜を放電した場合に、０．５０≦ｙ≦１．０のＭｇyＴｉ(1-y)合金の速度性能に対するＴｉ含有量の効果は、図１に示され、変化する組成を持つＭｇyＴｉ(1-y)電極に対する放電能力（Ｑｄ）を示す。マグネシウムが、アルミニウムのような共有結合水素化物を形成することができる元素で部分的に置き換えられる合金、例えばＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15、Ｍｇ60Ｔｉ30Ａｌ10、Ｍｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10及びＭｇ69Ｔｉ21Ａｌ10に対して同等な結果が得られる。
【００２８】
ＧｍyＳｃ(1-y)合金に対する放電能力（Ｑd）の同様な組成依存性が、これまでに見つかっている。そこで、前記水素化物の結晶構造が水素輸送特性を劇的に変化させることが議論された。より詳細には、０≦Ｍｇ≦８０ｍｏｌ％の範囲のＭｇ含有量を持つ材料が立方蛍石構造を持つことが見つかった。８０ｍｏｌ％を超えてＭｇ含有量を増加させることにより、水素化物分解反応の反応速度は、純粋なＭｇに対する非常に低いＱd値まで劇的に減少する。著しく、この観察と一致して、結晶学的構造が、蛍石型からＭｇでは普通のルチル構造に変化することがわかった。ＭｇＳｃ水素化物の好ましい蛍石構造は、たいがい、Ｓｃが部分的にＭｇにより置換される場合でさえ、ＳｃＨ2の面心立方（ｆｃｃ）構造が保持されるという事実から生じる。ＴｉＨ2もｆｃｃ構造を持つことが知られているので、ＭｇＳｃとＭｇＴｉ合金との間の近いアナロジは、再び、ＭｇＴｉＨx化合物の蛍石構造が、８０ｍｏｌ％のＭｇまで保持されることを示す。
【００２９】
純粋なＭｇＴｉ水素化物の主な利点は、低い水素分圧（約７×１０-7ｂａｒ）である。水素分圧を増加させるために、極めて安定な水素化物を形成しない元素の追加が、ＭｇＴｉ格子内に含まれる。更に、ＭｇＴｉ合金の高い重量測定エネルギ密度を保持するために、軽量の元素のみが有望な代替物である。これらの要件を満たす元素の１つはＡｌである（ＡｌＨ3に対する生成熱−４ｋＪ／ｍｏｌＨ）。図２は、１０ｎｍのＰｄを持つアズデポジットの２００ｎｍ厚のＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15薄膜のＸＲＤスペクトルを示す。これは、Ｍｇ内のＴｉの固溶液が、単相結晶合金に対して［００２］方向の優越方位を持つように形成されることを示す。これらの観察により、前記ＭｇＴｉＳｉ化合物のＸＲＤスペクトルは、単相結晶合金の形成を示すが、しかしながら、この場合、いくらか低い強度が見つけられ、したがってＰｄに関する相対的ピーク強度は減少し、より多くのＰｄ面が前記ＸＲＤスペクトルに現させる。両方のＸＲＤスペクトルが、Ａｌ及びＳｉの追加によるＭｇＴｉ合金と比較した単位セルの減少する格子係数を示す。
【００３０】
Ｍｇ69Ｔｉ21Ａｌ10（曲線（ａ））及びＭｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10（曲線（ｂ））合金に対応する等温線が、図３に描かれる。これらの測定は、Ｍｇ69Ｔｉ21Ａｌ10化合物に対して６．０３ｗｔ％の重量測定蓄積能力を示す。４．５３ｗｔ％の重量測定蓄積能力が、Ｍｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10合金に対して得られる。加えて、非常に高い水素分圧、すなわち平均でＭｇ69Ｔｉ21Ａｌ10に対して０．４５ｂａｒ及びＭｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10に対して０．２４ｂａｒが、それぞれ約２．２ｗｔ％Ｈ及び１．４４ｗｔ％Ｈまで得られる。比較すると、市販されているニッケル金属水素化物バッテリにおいて使用されるミッシュメタルベースのＡＢ5化合物（曲線ｃ）は、約１．１ｗｔ％の水素までの高い水素分圧により特徴づけられる（上の軸が曲線（ｃ）に対応する）。
【００３１】
Ｍｇ55Ｔｉ30Ａｌ15（曲線（ａ））及びＭｇ60Ｔｉ30Ａｌ10（曲線（ｂ））の平衡曲線が、図４に描かれる。これらの測定から、Ｍｇ55Ｔｉ30Ａｌ15及びＭｇ60Ｔｉ30Ａｌ10の重量測定能力が、それぞれ４．１４及び５．２２ｗｔ％Ｈである結果となる。加えて、非常に高い水素分圧、すなわち平均でＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15に対して０．１６ｂａｒ及びＭｇ60Ｔｉ30Ａｌ10に対して０．４０ｂａｒが、１．７ｗｔ％Ｈ中に得られる。
【００３２】
示されるように、Ａｌの付加によりＭｇＴｉ合金の水素分圧を増加させることが可能である。上述の結果に基づき、Ｂ、Ｃ及びＳｉも同様の効果のために使用されることができる。本発明の開示において述べられる前記水素化物の生成熱及び前記元素の原子半径は、表１にリストされる。
【００３３】
例えばＭｇ55Ｔｉ30Ａｌ15、Ｍｇ60Ｔｉ30Ａｌ10、Ｍｇ68Ｔｉ22Ｓｉ10及びＭｇ69Ｔｉ21Ａｌ10のような本発明による水素吸蔵材料は、例えば電気化学的に活性な材料として、例えば燃料電池又は水素ガスを吸蔵する媒体における、様々なアプリケーションに適している。
【００３４】
表１：本発明の開示において論じられた元素の水素化物の生成熱及び原子半径。
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムと、遷移元素である少なくとも１つの元素Ａと、マグネシウム水素化物より高い水素化物生成熱を持つ元素である少なくとも１つの元素Ｂとの合金を有する水素吸蔵材料。
【請求項２】
前記元素Ａが、スカンジウム、バナジウム、チタン及びクロムからなるグループから選択された少なくとも１つの遷移元素を有することを特徴とする、請求項１に記載の水素吸蔵材料。
【請求項３】
前記元素Ａがチタンを有することを特徴とする、請求項２に記載の水素吸蔵材料。
【請求項４】
前記元素Ｂが、アルミニウム、ホウ素、炭素及びケイ素、ガリウム並びにゲルマニウムからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項５】
前記元素Ｂが、アルミニウム、ケイ素又はアルミニウム及びケイ素の混合物を有することを特徴とする、請求項４に記載の水素吸蔵材料。
【請求項６】
前記元素Ａがチタンを有し、前記元素Ｂがアルミニウム、ケイ素又はアルミニウム及びケイ素の混合物を有することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項７】
前記合金が少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムを有することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項８】
前記合金が５０ないし９０ｍｏｌ％のマグネシウムを有することを特徴とする、請求項７に記載の水素吸蔵材料。
【請求項９】
前記合金が、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ａ、好ましくは少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ａ、より好ましくは少なくとも１０ｍｏｌ％の元素Ａを有することを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１０】
前記合金が、１５ｍｏｌ％ないし２５ｍｏｌ％の量で元素Ａを有することを特徴とする、請求項９に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１１】
前記合金が、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ｂ、好ましくは少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ｂ、より好ましくは少なくとも１０ｍｏｌ％の元素Ｂを有することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１２】
前記合金がマグネシウム及び元素Ｂを５０：１ないし２：１のモル比で有することを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１３】
前記合金が、マグネシウム及び元素Ｂを１０：１ないし４：１のモル比で有することを特徴とする、請求項１２に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１４】
前記合金が蛍石結晶構造を有することを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料を有する水素ガス吸蔵用装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料を有することを特徴とする、電気化学的に活性な材料。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電気化学的に活性な材料を有する電極を備えた電気化学セル。
【請求項１８】
請求項１７に記載の少なくとも１つの電気化学セルを有する電子機器。
【請求項１】
マグネシウムと、遷移元素である少なくとも１つの元素Ａと、マグネシウム水素化物より高い水素化物生成熱を持つ元素である少なくとも１つの元素Ｂとの合金を有する水素吸蔵材料。
【請求項２】
前記元素Ａが、スカンジウム、バナジウム、チタン及びクロムからなるグループから選択された少なくとも１つの遷移元素を有することを特徴とする、請求項１に記載の水素吸蔵材料。
【請求項３】
前記元素Ａがチタンを有することを特徴とする、請求項２に記載の水素吸蔵材料。
【請求項４】
前記元素Ｂが、アルミニウム、ホウ素、炭素及びケイ素、ガリウム並びにゲルマニウムからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項５】
前記元素Ｂが、アルミニウム、ケイ素又はアルミニウム及びケイ素の混合物を有することを特徴とする、請求項４に記載の水素吸蔵材料。
【請求項６】
前記元素Ａがチタンを有し、前記元素Ｂがアルミニウム、ケイ素又はアルミニウム及びケイ素の混合物を有することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項７】
前記合金が少なくとも５０ｍｏｌ％のマグネシウムを有することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項８】
前記合金が５０ないし９０ｍｏｌ％のマグネシウムを有することを特徴とする、請求項７に記載の水素吸蔵材料。
【請求項９】
前記合金が、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ａ、好ましくは少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ａ、より好ましくは少なくとも１０ｍｏｌ％の元素Ａを有することを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１０】
前記合金が、１５ｍｏｌ％ないし２５ｍｏｌ％の量で元素Ａを有することを特徴とする、請求項９に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１１】
前記合金が、少なくとも０．１ｍｏｌ％の元素Ｂ、好ましくは少なくとも１ｍｏｌ％の元素Ｂ、より好ましくは少なくとも１０ｍｏｌ％の元素Ｂを有することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１２】
前記合金がマグネシウム及び元素Ｂを５０：１ないし２：１のモル比で有することを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１３】
前記合金が、マグネシウム及び元素Ｂを１０：１ないし４：１のモル比で有することを特徴とする、請求項１２に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１４】
前記合金が蛍石結晶構造を有することを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料を有する水素ガス吸蔵用装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の水素吸蔵材料を有することを特徴とする、電気化学的に活性な材料。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電気化学的に活性な材料を有する電極を備えた電気化学セル。
【請求項１８】
請求項１７に記載の少なくとも１つの電気化学セルを有する電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１０−５０４４３０（Ｐ２０１０−５０４４３０Ａ）
【公表日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２８８５２（Ｐ２００９−５２８８５２）
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５３８１８
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０３５３１０
【国際公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５３８１８
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０３５３１０
【国際公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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