Ein metallhaltiger Werkstoff sowie ein Verfahren dieser Art sind bekannt (DE-A-199 13 714). In dem vorgen. Doku- ment ist die Speicherung von Wasserstoff mittels Metall- hydriden beschrieben worden. Es ist bekannt, daß Was- serstoff an sich ein idealer Träger von Energie ist, da bei seiner Rückumwandlung in Energie ausschließlich Was- ser entsteht. Wasserstoff selbst kann mit Hilfe elektri- scher Energie aus Wasser hergestellt werden.

Durch diesen gewissermaßen idealen Energieträger Was- serstoff ist es möglich, mit elektrischer Energie an be- stimmten Orten, wo sie produziert wird, einen Wasser- stoffspeicher zu hydrieren, d. h. zu laden, diesen an an- dere Orte zu transportieren und dort, wo ein Energiebe- darf besteht, zu dehydrieren, d. h. zu entladen, und die freiwerdende Energie für den gewünschten Zweck zu nutzen, wobei bei der Rückumwandlung wiederum Wasser entsteht. Ein Problem stellt sich bei der Verwendung von Wasserstoff als Energieträger aber immer noch, das zwar bisher schon zu einer für viele Zwecke brauchbaren Lö- sung geführt wurde, für bestimmte Zwecke aber der bisher beschrittene bzw. angebotene Lösungsweg noch nicht aus- reichend ist.

Bei der Speicherung von Wasserstoff mittels Metallhydri- den, wie es in dem obigen Dokument beschrieben ist, wird der Wasserstoff chemisch gebunden und ein entsprechendes Metallhydrid gebildet. Durch Energiezufuhr, d. h. durch die Erwärmung des Metalls, wird der Wasserstoff wieder freigegeben, so daß die Reaktion vollständig reversibel ist. Ein Nachteil der Speicherung von Wasserstoff mit- tels eines Metallhydrids ist die verhältnismäßig geringe Reaktionsgeschwindigkeit, die Speicherzeiten von mehre- ren Stunden zur Folge hatte. Bei dem oben beschriebenen gattungsgemäßen metallhaltigen, wasserstoffspeichernden Werkstoff war zur Beschleunigung der Hydrierung oder der Dehydrierung ein Katalysationsmittel in Form eines Me- talloxides hinzugegeben worden, womit eine außerordent- lich hohe Zunahme der Reaktionsgeschwindigkeit beim La- den und Entladen erreicht worden ist, was für viele An- wendungsfälle schon zu sehr brauchbaren Lösungen für den Normaleinsatz geführt hatte. Für bestimmte Einsatzfälle ist auch der gattungsgemäße metallhaltige, wasserstoff- speichernde Werkstoff, der ein Katalysationsmittel in Form eines Metalloxides enthält, immer noch nicht aus- reichend im Hinblick auf eine angestrebte bzw. notwendi- ge Reaktionsgeschwindigkeit beim Hydrieren und Dehydrie- ren, zumal Katalysationsmittel auf der Basis von Nitri- den, Oxiden und Karbiden aufgrund ihrer zum Teil hohen Dichten eine gewichtsbezogene Speicherkapazität des wasserstoffspeichernden Werkstoffs reduzieren.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen metallhaltigen Werkstoff, wie ein Metall, eine Me- tallegierung, eine intermetallische Phase, Verbundwerks- toffe aus Metallen sowie entsprechende Hydride zu schaf- fen, mit denen die Reaktionsgeschwindigkeit beim Hydrie- ren und Dehydrieren gegenüber der entsprechenden Fähig- keit derartiger Metalle, Metallegierungen, intermetalli- sche Phasen, Verbundwerkstoffen aus Metallen sowie ent- sprechender Hydride, auch wenn diese Katalysationsmittel in Form von Metalloxiden enthalten, nochmals deutlich zu verbessern, so daß diese auch als Energiespeicher nutz- bar sind, bei denen es auf sehr schnelle Energieaufnahme bzw. Energieabgabe ankommt bzw. ein extrem schnelles Hy- drieren und Dehydrieren möglich ist, wobei ein Verfahren zur Herstellung eines metallhaltigen, wasserstoffspei- chernden Werkstoffs wie eines Metalls, einer Metallegie- rung, einer intermetallischen Phase sowie eines Verbund- werkstoffes aus diesen Materialien einfach und kosten- günstig durchführbar sein soll, so daß derart herge- stellte Werkstoffe in großtechnischem Maße als Wasser- stoffspeicher kostengünstig eingesetzt werden können, bei denen die technisch sehr hohe Reaktionsgeschwindig- keit bei der Hydrierung und Dehydrierung gewährleistet ist.

Gelöst wird die Aufgabe bzgl. des metallhaltigen, was- serstoffspeichernden Werkstoffs dadurch, daß das Kataly- sationsmittel wenigstens eine organische Verbindung umfaßt.

Der Vorteil der erfindungsgemäß als Katalysationsmittel gewählten organischen Verbindungen ist der, daß diese gegenüber Metallen als Katalysationsmittel sehr viel kostengünstiger bereitstellbar sind und sich gezeigt hat, daß dadurch die Reaktionskinetik des metallhalti- gen, wasserstoffspeichernden Werkstoffs erheblich ver- größert wird und eine effektive Zunahme der katalyti- schen Wirkung der organischen Verbindung schon bei sehr geringen Mengen in bezug auf den eigentlichen metallhal- tigen, wasserstoffspeichernden Werkstoff ausreicht, um die angestrebte, sehr hohe Reaktionskinetik zu errei- chen.

Gem. einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin- dung ist die organische Verbindung eine flüssige organi- sche Verbindung, wodurch erreicht wird, daß eine sehr gute Verteilung der flüssigen organischen Verbindung mit dem eigentlichen metallhaltigen, wasserstoffspeichernden Werkstoff erreicht wird, so daß der Fertigungsprozeß des metallhaltigen, wasserstoffspeichernden Werkstoffs zeit- lich erheblich vermindert werden kann.

Gem. einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des me- tallhaltigen Werkstoffs besteht die organische Verbin- dung aus einem Gemisch organischer Verbindungen, d. h. es ist grundsätzlich möglich, für bestimmte Anwendungszwe- cke verschiedene organische Verbindungen im gleichen me- tallhaltigen, wasserstoffspeichernden Werkstoff als Ka- talysationsmittel einzusetzen, womit bei bestimmten quantitativ und qualitativ wählbaren Gemischen eine nochmalige Verbesserung der Reaktionskinetik erreicht wird.

Ebenso ist es für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft, die organische Verbindung aus organischen Mischverbin- dungen bestehen zu lassen, was ebenfalls bei bestimmten qualitativen und quantitativen Mischverhältnissen und Mischbestandteilen zu einer Erhöhung der Reaktionskine- tik beim Hydrieren und beim Dehydrieren des was- serstoffspeichernden Werkstoffs führt.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, als organische Ver- bindung als Katalysationsmittel eine metallorganische Verbindung zu wählen, wobei die Verbindung ein Metall- atom oder mehrere Metallatome umfassen kann.

Es war voranstehend dargelegt worden, daß Metall im Sin- ne der erfindungsgemäßen Gattung des wasserstoffspei- chernden Werkstoffs auch begrifflich Metallegierungen, intermetallische Phasen, Verbundwerkstoffe aus Metallen sowie entsprechende Hydride umfassen soll.

Zudem können vorzugsweise grundsätzlich die Metalle der metallorganischen Verbindung Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, T1, Pb, Fr, Ra, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No oder Lw sein.

Schließlich ist es vorteilhaft, dem metallhaltigen Werk- stoff und/oder dem Katalysationsmittel eine nanokris- talline Struktur zu geben, womit die Reaktionsgeschwin- digkeit der Hydrierung bzw. der Dehydrierung des metall- haltigen wasserstoffspeichernden Werkstoffs nochmals er- höht werden kann.

In Abhängigkeit des gewählten metallhaltigen, wasser- stoffspeichernden Werkstoffs und in Abhängigkeit der als Katalysationsmittel gewählten organischen Verbindung kann der Gehalt der organischen Verbindung im Bereich von 0,005 mol% und 50 mol%, vorzugsweise zwischen 0,005 mol% und 20 mol% liegen. Dabei hat sich gezeigt, daß bei einer organischen Verbindung in Form von Tetrai- sopropylorthotitanat C, 2Hz804Ti der Gehalt vorteilhafter- weise beispielsweise im Bereich von 2 mol% liegt, wobei bei diesem Gehalt an metallorganischer Verbindung eine außerordentlich gute Reaktionskinetik erreicht worden ist.

Neben der organischen Verbindung bzw. metallorganischen Verbindung als Katalysationsmittel kann das Katalysa- tionsmittel zusätzlich ein ebenfalls als Katalysations- mittel wirkendes Metallkarbonat umfassen.

Dabei wird sich der Umstand zunutze gemacht, daß im Ver- gleich zu reinen Metallen Metallkarbonate spröde sind, wodurch eine noch kleinere Partikelgröße als bisher er- reicht wird und noch eine homogenere Verteilung im er- findungsgemäßen Werkstoff erreicht wird, was zur Folge haben kann, daß für bestimmte metallhaltige, wasser- stoffspeichernde Werkstoffe eine ggf. noch bessere Reak- tionskinetik im Vergleich zur Verwendung einer reinen organischen bzw. metallorganischen Verbindung als Kata- lysationsmittel erreicht wird.

Es ist aber auch möglich, anstelle des Metallkarbonats als zusätzlichem Katalysationsmittel neben der organi- schen bzw. metallorganischen Verbindung eine Verbindung eines Metalls mit einem Element der VI. und/oder der VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente zu verwenden, und es sind auch Anwendungsfälle denkbar, daß neben der organischen bzw. metallorganischen Verbindung sowohl ein Metallkarbonat als auch eine Verbindung eines Metalls mit einem Element der VI. und/oder der VII.

Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente als Kataly- sationsmittel verwendet wird. Auch für die Verbindungen von Metallen mit Elementen der VI. und/oder VII. Haupt- gruppe des Periodensystems der Elemente gilt, daß diese spröde sind, wodurch sich eine kleine Partikelgröße rea- lisieren läßt und eine noch homogenere Verbindung im er- findungsgemäßen Werkstoff erreichbar ist, was zu einer Erhöhung der Reaktionskinetik, bspw. gegenüber der Ver- wendung metallischer Katalysationsmittel führt.

Gem. einer vorteilhaften Ausgestaltung des metallhalti- gen Werkstoffs werden für bestimmte Anwendungszwecke verschiedene Verbindungen eines Metalls mit einem Ele- ment der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensys- tems der Elemente bzw. Metallhydroxide im gleichen me- tallhaltigen, wasserstoffspeichernden Werkstoff als zu- sätzlichem Katalysationsmittel zu der organischen bzw. metallorganischen Verbindung eingesetzt, womit bei be- stimmten quantitativ und qualitativ wählbaren Gemischen eine nochmalige Verbesserung der Reaktionskinetik er- reicht wird.

Ebenso ist es für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft, die Verbindung eines Metalls mit einem Element der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Ele- mente bzw. das Metallhydroxid aus Mischverbindungen von Metallen mit Elementen der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. aus Mischmetall- hydroxiden bestehen zu lassen, was ebenfalls bei be- stimmten qualitativen und quantitativen Mischverhältnis- sen und Mischbestandteilen zu einer Erhöhung der Reakti- onskinetik beim Hydrieren und beim Dehydrieren des was- serstoffspeichernden Werkstoffs führt.

Vorzugsweise ist der metallhaltige Werkstoff aber für bestimmte Anwendungsfälle derart gewählt, daß das Metall der Verbindung eines Metalls mit einem Element der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Ele- mente ein elementares Metall ist bzw. das Metall hydroxid ein Hydroxid eines elementaren Metalls ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Elemente der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente Mischelemente der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Ele- mente, wobei vorzugsweise auch das Metallhydroxid ein Hydroxid eines Hydroxidgemisches sein kann.

Es ist aber auch vorteilhafterweise möglich, die Verbin- dung eines Metalls mit einem Element der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. das Metallhydroxid derart zu wählen, daß die Metalle oder Metallgemische der Verbindung eines Metalls mit ei- nem Element der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Perio- densystems der Elemente bzw. des MetaTlhydroxids die der Seltenen Erden ist.

Gem. einer weiteren vorteilhaften anderen Ausgestaltung der Erfindung wird das Katalysationsmittel durch unter- schiedliche Verbindungen des gleichen Metalls mit einem Element der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Perioden- systems der Elemente gebildet bzw. das Metallhydroxid durch unterschiedliche Hydroxide des gleichen Metalls gebildet, wodurch auch speziellen Anwendungsbereichen des wasserstoffspeichernden Werkstoffs Rechnung getragen werden kann, um bestimmten Anforderungen an die zu er- reichen gewünschte Reaktionskinetik zu genügen.

Schließlich ist es bei einer noch anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung möglich, daß die Verbindung eines Metalls mit einem Element der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente in situ auf aktivierten Oberflächen des wasserstoffspeichernden Werkstoffs durch Kontakt mit einem Element der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Ele- mente gebildet wird, wobei vorzugsweise ebenfalls das Metallhydroxid in situ auf Oberflächen des wasserstoffspeichernden Werkstoffs durch Kontakt mit Sauerstoff und/oder Wasserstoff aus dem wasserstoffspei- chernden Werkstoff gebildet wird.

Dabei können vorteilhafterweise die Oberflächen des was- serstoffspeichernden Werkstoffs chemisch und/oder mecha- nisch aktiviert sein bzw. werden.

Das Verfahren zur Herstellung eines metallhaltigen was- serstoffspeichernden Werkstoffs zur Lösung der o. g. Auf- gabe, die gleichermaßen auch für das Herstellungsverfah- ren gilt, zeichnet sich dadurch aus, daß der metallhal- tige Werkstoff und/oder das Katalysationsmittel einem mechanischen Mahlvorgang unterworfen wird bzw. werden.

Dadurch wird vorteilhafterweise ein Pulver aus dem me- tallhaltigen Werkstoff und/oder dem Katalysationsmittel erhalten, so daß sich eine optimierte Reaktionsoberflä- che und eine sehr vorteilhafte Defektstruktur im Gesamt- volumen des wasserstoffspeichernden Werkstoffs ergibt und darin eine gleichmäßige Verteilung des Katalysati- onsmittels möglich wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich dadurch, daß der Mahlvorgang in Abhängigkeit vom metallhaltigen Werkstoff und/oder dem Katalysationsmit- tel zeitlich unterschiedlich lang durchgeführt wird, so daß, je nach zeitlicher Länge, die angestrebte optimale Oberfläche des wasserstoffspeichernden Werkstoffs und die angestrebte optimale Verteilung des Katalysations- mittel in diesem erreicht werden kann. Das Mahlen des Katalysationsmittels und das Mahlen des metallhaltigen Werkstoffs kann unterschiedlich lang gewählt werden und wird derart gewählt, daß der Pulverisierungsgrad des me- tallhaltigen Werkstoffs optimal an den gewünschten Pul- verisierungsgrad des Katalysationsmittels angepaßt wer- den.

Es ist auch gem. einer weiteren vorteilhaften Ausgestal- tung des Verfahrens möglich, daß der metallhaltige Werkstoff zunächst dem Mahlvorgang unterworfen wird und nachfolgend nach Zugabe des Katalysationsmittels dazu der Mahlvorgang bezüglich des metallhaltigen Werkstoffs und des Katalysationsmittels fortgesetzt wird, es ist aber auch vorteilhafterweise möglich, daß zunächst das Katalysationsmittel dem Mahlvorgang unterworfen wird und nachfolgend nach Zugabe des metallhaltigen Werkstoffs dazu der Mahlvorgang bezüglich des Katalysationsmittels und des metallhaltigen Werkstoffs fortgesetzt wird.

Die vorangehend beschriebenen unterschiedlichen Modifi- kationen der Verfahrensführung werden jeweils gewählt in Abhängigkeit des Grades der Pulverisierung des Katalysa- tionsmittels und des Pulverisierungsgrades des metall- haltigen Werkstoffs, die entscheidend für eine optimal mögliche Reaktionskinetik in Abhängigkeit des gewählten Metalls i. V. m. dem geeignet dazu gewählten Katalysati- onsmittel sind.

Es sei aber darauf hingewiesen, daß es prinzipiell mög- lich ist und im Rahmen der Erfindung liegt, daß vorteil- hafterweise der metallhaltige Werkstoff und das Kataly- sationsmittel (von Anfang an) bis zum Erreichen des vor- bestimmten Pulverisierungsgrades gemeinsam gemahlen wer- den.

Die Dauer des Mahlvorganges, die auch wiederum in Abhän- gigkeit des wasserstoffspeichernden Metalls und in Ab- hängigkeit des gewählten Katalysationsmittels gewählt werden kann, liegt, wie Versuche ergeben haben, im unte- ren Bereich, d. h. schon im Bereich von wenigen Minuten, um für eine bestimmte Auswahl des wasserstoffspeichern- den Werkstoffs und des Katalysationsmittels eine optima- le Reaktionskinetik zu erreichen. Vorzugsweise ist die Dauer des Mahlvorganges somit im Bereich von wenigstens 1 Min. bis zu einer Dauer von 200 Std. liegend.

So ist bspw. eine besonders gute Reaktionskinetik schon bei 20 Std. des Mahlens bestimmter Katalysationsmittel gemäß der Erfindung möglich.

Um zu verhindern, daß während des Mahlvorganges des me- tallhaltigen wasserstoffspeichernden Werkstoffs und/oder des Katalysationsmittels diese mit dem Umgebungsgas rea- gieren, in dem der Mahlvorgang vonstatten geht, wird der Mahlvorgang vorteilhafterweise unter einer Inertgasatmo- sphäre durchgeführt, wobei das Inertgas vorzugsweise Ar- gon ist, aber auch prinzipiell Stickstoff sein kann. Es sei aber darauf hingewiesen, daß das Verfahren grund- sätzlich auch unter einer Atmosphäre aus Umgebungsluft, aus Wasserstoff oder auch im Vakuum durchgeführt werden kann in Abhängigkeit der ausgewählten Art des dem me- tallhaltigen Werkstoff zugrunde liegenden Metalls (im Sinne der obigen Definition) und in Abhängigkeit des ge- wählten Katalysationsmittels. Verbindungen eines Metalls mit einem Element der VI. und/oder VII. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente oder das Metallhydroxid können auch durch Mahlen mit organischen Lösungsmitteln in situ hergestellt werden.

Wenn das Katalysationsmittel als flüssige organische Verbindung vorliegt, ist kein Mahlen zum Erreichen einer homogenen Verteilung erforderlich, so daß die Mahldauer insgesamt deutlich reduziert werden kann.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die zwei Fi- guren zusammenfassend im einzelnen dargestellt. Darin zeigen : Fig. 1 ein Verlauf der Wasserstoffabsorptions-und Desorptionskinetik von Magnesium mit 2 mol% Tetraisopropylorthotitanat mit einer Mahldauer von 1 Min. bei einer Temperatur von 300° C und Fig. 2 einen Vergleich der Wasserstoffdesorptionski- netik von Magnesium mit 2 mol% und einer Mahl- dauer von 1 Min. und 1 mol% Cr203 mit einer Mahldauer von 100 Std. bei einer Temperatur von 300° C im Vakuum.

Der metallhaltige, wasserstoffspeichernde Werkstoff wird als Wasserstoffspeicher, der geladen und entladen werden kann, genutzt. Der chemisch-physikalische Vorgang der Speicherung von Wasserstoff ist die Hydrierung des Werkstoffs und bei der Entladung die Dehydrierung. Zur Beschleunigung der Hydrierung und der Dehydrierung wird als Katalysationsmittel eine organische bzw. eine me- tallorganische Verbindung eingesetzt. Der metallhaltige wasserstoffspeichernde Werkstoff wird in pulverförmiger Form bereitgestellt, um eine extrem große Reaktions- oberfläche zur Verfügung zu haben. Der Gehalt an Kataly- sationsmittel kann beispielsweise 0,005 mol% bis 20 mol%, vorzugsweise bis 50 mol%, betragen.

Um den eigentlichen metallhaltigen, wasserstoffspei- chernden Werkstoff und/oder das Katalysationsmittel in pulverförmiger Form vorliegen zu haben, wird bzw. werden das Katalysationsmittel und/oder der metallhaltige Werk- stoff einem mechanischen Mahlvorgang unterworfen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Katalysationsmittels in Form einer metallorganischen Verbindung, im vorlie- genden Falle der Zusammensetzung Tetraisopropylorthoti- tanat C12H2s04Ti, ei ne noch sehr viel schnellere Wasser- stoffabsorptions-und Desorptionskinetik erreicht wird als mit den besten bisher benutzten oxydischen Katalysa- toren, wie sie bspw. in der auf die gleiche Anmelderin zurückgehenden DE-A-199 13 714 beschrieben sind. Dort werden die besagten metalloxidischen Katalysationsmittel eingesetzt. Zudem ist es mit dem erfindungsgemäßen Kata- lysationsmittel auf der Basis von metallorganischen Ver- bindungen möglich, die Hydrierung des metallhaltigen, wasserstoffspeichernden Werkstoffs bei Temperaturen durchzuführen, die erheblich geringer sind als im Ver- gleich zu nichtkatalysierten Reaktionen.