Hydrogenlagring i materialer

Figur 2‐2: En trykk‐konsentrasjon likevektsisoterm, PCT‐kurve (Pressure‐Composition‐Temperature), for
dannelse av et metallhydrid. Det grå området angir grensen for to‐fase sammensetningen ved forskjellige
temperaturer. Der kurven er så godt som flat i det grå området kalles platåtrykket. Dette vil være høyere for
høyere temperaturer (Graf hentet fra ”Materials for Hydrogen Technology ‐ Metal Hydrides” av Bjørn C.
Hauback ved UiO)..
Figur 1 over viser en PCT‐kurve for dannelsen av et metallhydrid. Selv ved små
konsentrasjoner av hydrogen vil det dannes en α‐fase i materialet. Her kreves en kraftig
økning i trykket for å få inn mer hydrogen. Ved et gitt trykk (avhengig av temperatur), vil
materialet ta opp veldig mye mer hydrogen nesten uten at en forhøyning i trykket er
nødvendig. Dette trykket kalles platåtrykket. Høyere temperatur vil gi en ny kurve med et
høyere platåtrykk. Når materialet er mettet vil det kun inneholde β‐fase. Får å få inn mer
hydrogen kreves det en stor trykkforhøyning, og hydrogenet vil da gå inn på plasser som ved
normale forhold ikke klarer å holde på hydrogen.
Ved å øke temperaturen til materialet vil det følgelig kreve et høyere trykk for å holde på
hydrogenet. Om trykket da ikke økes vil materialet avgi hydrogenet, desorpsjon.
3. MgH2
Magnesiumhydrid er det mest studerte materialet for hydrogenlagring fordi det har en
enestående lagringskapasitet på hele 7,6 wt % hydrogen. Det er enkelt å produsere
materialet og det er forholdsvis mye billigere å produsere enn for eksempel LaNi5‐hydrider.
Problemet er at kinetikken er dårlig og platåtrykket er på bare 1 bar ved hele 300 °C. Et så
lavt trykk gjør at fylling av materialet tar lang tid og materialet må varmes opp mye før det
slipper ut hydrogen igjen. For å fylle materialet til omtrent 7 wt % tar det 2‐4 timer.
Dessuten er det et ganske stabilt hydrid med formasjonsentalpi på hele 37,5 kJ/mol H. I figur
6‐1 er PCT‐kurven plottet ved 350 °C. Den økede temperaturen i forhold til 300 °C gir som
grafen viser ikke store økninger i trykket.
6