專利名稱：使用包含雙齒有機化合物的吸附劑的非圓柱形儲氣罐的制作方法
技術領域：
本發明涉及儲存包括氫氣和烴的氣體的技術領域，特別是燃料電池技術，所述氣體優選烴，更優選甲烷。具體而言，本發明涉及一種用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的容器，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，所述容器還包括金屬-有機物框架材料，所述材料包括孔和至少一種金屬離子和至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物。根據本發明的一個實施方案，上述容器具有非圓柱形幾何形狀。
燃料電池技術被認為是21世紀核心技術之一，例如用于固定應用，如發電廠；移動式應用，如轎車、公共汽車和卡車；和便攜式應用，如移動電話和便攜式電腦；以及用于通常所說的APU，例如作為發電廠的電源。其原因在于與通常的燃燒發動機相比，燃料電池增加了效率。此外，燃料電池顯著減少了排放。燃料電池當前研究的綜述參見Hynek等人，“Int.J.Hydrogen Energy”，22，No.6期，第601-610頁(1997)；J.A.Kerres“Journalof Membrane Science”，185，2001，第3-27頁；以及G.March在“MaterialsToday”，4，No.2(2001)，第20-24頁中的進一步評論文章。
金屬-有機配合物用于儲存氣態C1-C4烴的應用公開在EP-A 0 227 608中。然而其中公開的配合物難以合成。此外，它們的儲存能力低，甚至低到難以工業應用。
提供用于儲存氣體的其它嘗試為摻雜或不摻雜堿的碳納米管的使用。關于該方法當前研究的綜述參見Yang，“Carbon”38(2000)，第623-641頁和Cheng等人“Science”286，第1127-1129頁。
適于儲存氣體的特定材料公開在WO 02/088148中。其中公開了特定的金屬-有機物框架材料，在該發明中還公開了所謂的等網格金屬-有機物框架材料，其尤其適用于儲存甲烷。然而WO 02/088148中僅僅涉及所述框架材料用于儲存甲烷的能力以及其儲存甲烷的容量值。至于包括這些等網格金屬-有機物框架材料的容器，沒有公開其具體幾何形狀。
本申請發明人提交的美國專利申請US 10/061,147中公開了一種用于吸收、儲存和釋放氣體的方法，其中使用了金屬-有機物框架材料。在該文件中還公開了包括這些金屬-有機物框架材料的裝置和燃料電池。所述裝置例如包括容納金屬-有機物框架材料的容器、允許至少一種氣體進入或排出該裝置的進/出口，和能夠在壓力下將氣體保持在容器中的氣密裝置。然而其中沒有公開具體容器、容器材料、具體容器幾何形狀和儲存氣體的具體壓力范圍。
考慮到上述現有技術，本發明的目的在于提供一種包括金屬-有機物框架材料的容器，所述框架材料能夠在某些壓力下吸收和/或儲存和/或釋放氣體如稀有氣體、一氧化碳、二氧化碳、氮氣、烴、氫氣或產生和/或提供這些氣體的化合物，優選諸如丙烷、乙烷或甲烷的烴氣或氫氣，更優選甲烷。
本發明目的通過一種用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的容器實現，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴，優選大于45巴至750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，所述容器還包括金屬-有機物框架材料，所述材料包括孔和至少一種金屬離子和至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物。
本發明進一步涉及一種包括用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的容器的儲存系統，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，所述容器還包括金屬-有機物框架材料，所述材料包括孔和至少一種金屬離子和至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物。
本發明更進一步涉及一種燃料電池，其包括至少一個用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的容器，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，所述容器還包括金屬-有機物框架材料，所述材料包括孔和至少一種金屬離子和至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物，此外還涉及一種使用該燃料電池向固定和/或移動和/或移動便攜應用提供電源的方法，這些應用例如發電廠、轎車、卡車、公共汽車、無線工具、移動電話和便攜式電腦。
本發明更進一步涉及一種吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的方法，其中所述至少一種氣體通過金屬-有機物框架材料吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放，所述框架材料包括孔和至少一種金屬離子和至少一種優選配位連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物，其中包括孔的金屬-有機物框架材料包括在容器中，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴，優選大于45巴至750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置。
本發明還涉及一種使用包括孔和至少一種金屬離子和至少一種優選配位連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物的金屬-有機物框架材料以在固定、移動或移動便攜應用中吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的方法，所述應用包括具有所述包括孔的金屬-有機物框架材料的容器，所述容器還包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，其中這些應用優選發電廠、轎車、卡車、公共汽車、無線工具、移動電話和便攜式電腦。
至于所涉及的容器本身，至少一種氣體的儲存壓力優選在大于45巴至300巴的范圍內，更優選在大于45巴至150巴的范圍內，尤其更優選在大于50巴至150巴的范圍內，尤其優選在50-100巴的范圍內，最優選在50-80巴的范圍內。
至于包括該容器的儲存系統或燃料電池，至少一種氣體的儲存壓力優選在1-300巴的范圍內，更優選在1-200巴的范圍內，更優選在大于45巴至200巴的范圍內，更優選在大于45巴至150巴的范圍內，甚至更優選在大于50巴至150巴的范圍內，尤其優選在50-100巴的范圍內，最優選在50-80巴的范圍內。
容器的體積可自由選擇并使其適合使用該容器的各應用的特定需要。
例如，如果所述容器用于客車的燃料電池中，容器的體積優選小于或等于300升，優選小于或等于250升，更優選小于或等于200升，更優選小于或等于150升，最優選小于或等于100升。
例如，如果所述容器用于卡車的燃料電池中，容器的體積優選小于或等于500升，優選小于或等于450升，更優選小于或等于400升，更優選小于或等于350升，最優選小于或等于300升。
例如，如果所述容器在用于例如加油站的儲存系統中使用，所述容器的體積可在上述范圍之內，然而也可超出上述范圍。
本領域已知的是，特別是在燃料電池技術領域，出于穩定性考慮，包括至少一種加壓氣體的容器的幾何形狀一般局限于圓柱形。與那些容器不同，本發明包括上述金屬-有機物框架材料的容器允許儲存更大量的給定壓力下的至少一種氣體，或者反之亦然，在顯著更低的壓力下儲存相同量的至少一種氣體，優選烴，最優選甲烷。
這些容器的優點在于，其幾何形狀一般可以自由選擇，并且尤其可以為非圓柱形幾何形狀。
因此根據另一優選實施方案，本發明涉及一種用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的非圓柱形容器，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，所述容器還包括金屬-有機物框架材料，所述材料包括孔和至少一種金屬離子和至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物。
至于非圓柱形容器和包括至少一個非圓柱形容器的儲存系統和燃料電池，儲存至少一種氣體的壓力優選在1-300巴的范圍內，更優選在1-200巴的范圍內，更優選在1-150巴的范圍內，更優選在1-80巴的范圍內，更優選在大于45巴至80巴的范圍內，最優選在50-80巴的范圍內。
根據另一優選實施方案，本發明還涉及一種包括具有如上所述非圓柱形容器的儲存系統。
根據另一優選實施方案，本發明還涉及一種包括具有如上所述非圓柱形容器的燃料電池。
使用包括至少一種高壓氣體并且形狀限于圓柱形的容器的應用的嚴重缺陷在于，通常不得不接受有價值的空間大量浪費的事實，或者必須分配額外的空間以使各個應用大于所需空間。一個實例為轎車中使用燃料電池，其中使用所限形狀的容器，這占用了后備箱的大部分空間或完全占用以容納容器或多個容器。
該主要缺陷可使用本發明非圓柱形容器克服，其包括至少一種優選在至多150巴，最優選50-80巴的壓力下的氣體。提供了其幾何形狀或多或少地適于各種應用的非圓柱形容器以及相應的儲存系統和/或燃料電池。例如在轎車中，通常無用的空間，例如變速器傳動軸蓋板中的空間可裝有容器或部分容器或燃料電池或部分燃料電池，由此可節約有價值的儲存空間。
對于本發明容器，本發明還涉及一種使用包括所述容器的燃料電池以為固定、移動、和移動便攜應用提供電源的方法。
在這些應用中，可以提及的是發電廠、輪船、飛機、轎車、卡車、公共汽車、摩托車、一般的無線工具、移動電話、便攜式電腦、個人電腦等。
本發明因此還涉及一種使用包括上述容器的燃料電池為發電廠、轎車、卡車、公共汽車、無線工具、移動電話和便攜式電腦提供電源的方法。
根據另一實施方案，本發明還涉及一種從儲存系統向燃料電池轉移至少一種氣體的方法，所述儲存系統包括至少一個用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體且優選具有非圓柱形幾何形狀的容器，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，所述容器還包括金屬-有機物框架材料，所述材料包括孔和至少一種金屬離子和至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物。根據本發明的另一優選實施方案，至少一種氣體轉移到其中的燃料電池包括至少一個用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體且優選具有非圓柱形幾何形狀的容器，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，所述容器還包括金屬-有機物框架材料，所述材料包括孔和至少一種金屬離子和至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物。
此外，本發明還涉及一種吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的方法，其中至少一種氣體通過金屬-有機物框架材料吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放，所述金屬-有機物框架材料包括孔和至少一種金屬離子以及至少一種優選配位連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物，其中包括孔的金屬-有機物框架材料包括在至少一個非圓柱形容器中，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置。
本發明另一方面還涉及一種使用金屬-有機物框架材料在固定、移動或移動便攜應用中吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的方法，所述金屬-有機物框架材料包括孔和至少一種金屬離子以及至少一種優選配位連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物，所述應用包括具有所述具有孔的金屬-有機物框架材料的非圓柱形容器，所述容器還包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從該容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置。
在這些應用中，可以提及的是發電廠、輪船、飛機、轎車、卡車、公共汽車、摩托車、一般的無線工具、移動電話、便攜式電腦、個人電腦等。
作為本發明容器的制造材料，通常可以使用當暴露于上述壓力下時穩定且在該壓力下氣密的各材料。因此，為了吸收和/或儲存和/或釋放不同的氣體可選擇不同的材料。材料的實例為金屬如不銹鋼或鋁、合成材料、復合材料、纖維增強合成材料、纖維增強復合材料、碳纖維復合材料或其中兩種或多種的混合物，例如與鋁層壓的碳纖維復合材料。其中優選的是低重量和/或低密度的材料。
根據本發明的容器可具有單層器壁、雙層器壁、三層器壁乃至三層以上器壁。如果該容器具有一層以上的器壁，例如雙層器壁，則在兩個相鄰的器壁之間可能有至少一個絕緣層。作為絕緣層，可使用真空層或包括例如玻璃棉的層。作為絕緣層，還可使用覆蓋有至少一層玻璃棉的金屬箔。作為絕緣層，還可使用一種或多種金屬箔與真空層的組合，其中至少一種金屬箔覆蓋有玻璃棉。
根據使用它們的應用，根據本發明的容器、儲存系統和/或燃料電池可使用一次或多次。根據一個實施方案，可以在設置容器后吸收、儲存和釋放至少一種氣體。根據本發明另一實施方案，吸收和儲存的氣體尤其至少部分釋放的容器再用相同氣體或其它氣體或相同氣體混合物或其它氣體混合物至少部分填充。
根據另一實施方案，本發明涉及一種從第一容器向第二容器轉移至少一種氣體的方法，其中至少一個容器為根據本發明的容器。根據該實施方案，第一容器可含有至少一種氣體，例如氫氣或烴，最優選甲烷，其中所述第一容器為根據本發明的容器。然后將儲存在第一容器中的至少一種氣體轉移到第二容器中，其中第二容器可以是或不是根據本發明的容器。此外，含有至少一種氣體的第一容器可以是本領域已知的容器，例如不包括所述包括孔和至少一種金屬離子以及至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物的金屬-有機物框架材料的圓柱形容器。至少一種氣體從該容器中轉移到例如非圓柱形的本發明第二容器。根據該實施方案的第三個方面，第一個容器為根據本發明的容器，例如代表儲存系統或作為儲存系統一部分的容器，并且第二容器同樣為根據本發明的容器，例如屬于燃料電池一部分的非圓柱形容器。
因此根據該實施方案的尤其優選的一個方面，本發明涉及將至少一種氣體如氫氣或諸如甲烷的烴由儲存系統轉移到燃料電池中，其中儲存系統或燃料電池或這二者包括本發明的容器。例如，儲存系統可為加油站的一部分，其中儲存了至少一種氣體如氫氣或甲烷。至少一種氣體可從該儲存系統轉移到另一包括容器的儲存系統，或優選轉移到包括容器的燃料電池中，其中該燃料電池例如為客車、卡車、摩托車等或其它移動式應用的一部分。
根據該實施方案的另一尤其優選的方面，本發明涉及將至少一種氣體如氫氣或諸如甲烷的烴由第一儲存系統轉移到第二儲存系統，其中第一儲存系統為例如輸送至少一種氣體的卡車的一部分，第二儲存系統為接收至少一種氣體的加油站的一部分。第一儲存系統或第二儲存系統或這二者包括至少一個根據本發明的容器。
金屬-有機物框架材料本身例如公開在US 5,648,508、EP-A-0 709 253、M.O′Keeffe等人，J.Sol.State Chem.，152(2000)第3-20頁；H.Li等人，Nature402(1999)第276頁及隨后各頁；M.Eddaoudi等人，Topics inCatalysis9(1999)第105-111頁；B.Chen等人，Science291(2001)第1021-23頁。DE 10111230.0的主題為所述材料的廉價制備方法。用于其制備的某些材料和方法公開在WO 02/088148中。這些出版物的內容全部引入到本申請中作為參考。
本發明使用的金屬-有機物框架材料具有孔，特別是微孔和/或中孔。根據Pure Applied Chem.45，第71頁及隨手各頁，特別是第79頁(1976)中給出的定義，微孔定義為直徑為2納米或以下的孔，中孔為直徑為超過2納米至50納米的孔。根據DIN 66131和/或DIN 66134，微孔和/或中孔的存在可通過吸附測量而控制，以確定金屬-有機物框架材料在77K下吸附氮氣的能力。
例如I型等溫曲線表明微孔的存在[例如參見M.Eddaoudi等人，Topicsin Catalysis 9(1999)第4段]。在優選的實施方案中，根據Langmuir模型(DIN66131，N66134)計算的比表面積優選為5m2/g以上，進一步優選10m2/g以上，更優選50m2/g以上，特別優選500m2/g以上，并且可以增加到4000m2/g以上的區域。
至于本發明中使用的框架材料內的金屬組分，特別可以提及的是元素周期系中主族元素和副族元素的金屬離子，亦即Ia族、IIa族、IIIa族、IVa-VIIIa族和Ib-VIb族的金屬離子。在這些金屬組分中，特別優選的是Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Moo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb和Bi，更優選Zn、Cu、Ni、Pd、Pt、Ru、Rh和Co。至于這些元素的金屬離子，特別優選的是Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Sc3+、Y3+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、V4+、V3+、V2+、Nb3+、Ta3+、Cr3+、Mo3+、W3+、Mn3+、Mn2+、Re3+、Re2+、Fe3+、Fe2+、Ru3+、Ru2+、Os3+、Os2+、Co3+、Co2+、Rh2+、Rh+、Ir2+、Ir+、Ni2+、Ni+、Pd2+、Pd+、Pt2+、Pt+、Cu2+、Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Al3+、Ga3+、In3+、Tl3+、Si4+、Si2+、Ge4+、Ge2+、Sn4+、Sn2+、Pb4+、Pb2+、As5+、As3+、As+、Sb5+、Sb3+、Sb+、Bi5+、Bi3+和Bi+。特別優選的金屬離子為Co2+和Zn2+。
對于優選的金屬離子及其更多細節，具體參見EP-A 0 790 253，特別是第10頁，第8-30行，“金屬離子”部分，該部分引入本文作為參考。
除了EP-A 0 790 253和US 5 648 508中公開的金屬鹽外，也可使用其他金屬化合物，例如元素周期系中主族和副族金屬的硫酸鹽、磷酸鹽以及其它配合抗衡離子金屬鹽。優選金屬氧化物、混合氧化物和金屬氧化物的混合物和/或有或沒有限定化學計量的混合氧化物。所有以上提及的金屬化合物可為可溶性或不溶性，并且其可以以粉末形式或成形體的形式或其任何組合形式用作原料。
至于能夠與金屬離子配位的至少雙齒有機化合物，原則上可使用適于該目的且滿足上述作為至少雙齒化合物要求的所有化合物。所述有機化合物必須具有兩個中心，其能夠與金屬鹽的金屬離子配位，尤其是與上述金屬配位。對于至少雙齒有機化合物，具體可提及具有如下子結構的化合物i)含1-10個碳原子的烷基子結構，ii)含1-5個苯環的芳基子結構，iii)烷基或芳基胺子結構，其由含1-10個碳原子的烷基或含1-5個苯環的芳基組成，所述子結構具有連接于其上的至少一種至少雙齒官能團“X”，其共價連接于所述化合物的子結構，并且其中X選自CO2H、CS2H、NO2、SO3H、Si(OH)3、Ge(OH)3、Sn(OH)3、Si(SH)4、Ge(SH)4、Sn(SH)3、PO3H、AsO3H、AsO4H、P(SH)3、As(SH)3、CH(RSH)2、C(RSH)3、CH(RNH2)2、C(RNH2)3、CH(ROH)2、C(ROH)3、CH(RCN)2、C(RCN)3、CH(SH)2、C(SH)3、CH(NH2)2、C(NH2)2、CH(OH)2、C(OH)3、CH(CN)2和C(CN)3，其中R為具有1-5個碳原子的烷基或由1-2個苯環組成的芳基。
特別可提及的是取代或未取代、單或多環芳族二、三和四羧酸，以及取代或未取代、芳族、包含至少一個雜原子且具有一個或多個環的芳族二、三和四羧酸。
優選的配體為1，3，5-苯三甲酸酯(BCT)。進一步優選的配體為ADC(乙炔二甲酸酯)、NDC(萘二甲酸酯)、BDC(苯二甲酸酯)、ATC(金剛烷四甲酸酯)、BTC(苯三甲酸酯)、BTB(苯三苯甲酸酯)、MTB(甲烷四苯甲酸酯)和ATB(金剛烷三苯甲酸酯)。
除了至少雙齒有機化合物之外，根據本發明使用的框架材料還可包含一種或多種單齒配體，其優選選自下列單齒物質和/或其衍生物a.烷基胺及其相應的烷基銨鹽，其含有1-20個碳原子的直鏈、支化或環狀脂族基團(及其相應的銨鹽)；b.含有1-5個苯環的芳基胺及其相應的芳基銨鹽；c.包含含1-20個碳原子的直鏈、支化或環狀脂族基團的烷基鏻鹽；d.含有1-5個苯環的芳基鏻鹽；e.包含含1-20個碳原子的直鏈、支化或環狀脂族基團的烷基有機酸及其相應的烷基有機陰離子(及其鹽)；f.含有1-5個苯環的芳基有機酸及其相應的芳基有機陰離子及其鹽；g.包含含1-20個碳原子的直鏈、支化或環狀脂族基團的脂族醇；h.含有1-5個苯環的芳基醇；i.選自如下的無機陰離子硫酸根、硝酸根、亞硝酸根、亞硫酸根、亞硫酸氫根、磷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫根、二磷酸根、三磷酸根、亞磷酸根、氯離子、氯酸根、溴離子、溴酸根、碘離子、碘酸根、碳酸根、碳酸氫根，以及上述無機陰離子的相應酸和鹽；j.氨、二氧化碳、甲烷、氧氣、乙烯、己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯、萘、噻吩、吡啶、丙酮、1，2-二氯乙烷、二氯甲烷、四氫呋喃、乙醇胺、三乙胺和三氟甲基磺酸。
關于可得到本申請使用的框架材料配體的至少雙齒有機化合物和單齒物質的更多細節，可參見EP-A 0 790 253，將其內容分別引入本申請作為參考。
在本申請范圍內，特別優選包含Zn2+作為金屬離子和衍生于對苯二甲酸作為雙齒化合物的配體本文所述種類的框架材料。在文獻中所述框架材料通常稱為MOF-5。
可分別用于制備本發明所用框架材料的其它金屬離子和至少雙齒有機化合物和單齒物質以及其制備方法特別公開在EP-A 0 790 253、US5,648,508和DE 10111230.0中。
作為特別用于制備MOF-5的溶劑，除了上述參考文獻中公開的溶劑之外，可單獨使用二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮，或使用這些溶劑的組合或這些溶劑與其它溶劑的組合。在框架材料的制備中，特別是在MOF-5的制備中，為了節約成本和材料，在結晶后將溶劑和母液再循環使用。
金屬-有機物框架的孔徑可通過選擇合適的有機配體和/或雙齒化合物(＝連接基團)調節。通常連接基團越大，孔徑越大。當沒有主體并且在至少200℃的溫度時，可得到仍被金屬-有機物框架支持的任何孔徑。優選0.2-30納米的孔徑，特別優選0.3-3納米的孔徑。
以下給出了金屬-有機物框架材料(MOF)的實例以說明上述一般概念。然而這些具體實例并不意味著限制本申請的一般性和范圍。
例如，下面給出已經合成并表征的一系列金屬-有機物框架材料。這還包括新型等網格金屬有機物框架材料(IR-MOF)，其可用于本申請的內容。這些雖然顯示不同的孔徑和晶體密度卻具有相同的框架布局的材料例如描述于M.Eddouadi等人，Science 295(2002)469中，將其內容分別引入本申請作為參考。
對合成這些材料而言使用的溶劑特別重要，并因此列于下表。已經通過X-射線衍射得到晶胞參數(夾角α、β和γ以及以埃表示的間距a，b和c)的值，并且在下表中還給出了空間群。

在上表中，使用如下縮寫ADC 乙炔二甲酸NDC 萘二甲酸BDC 苯二甲酸ATC 金剛烷四甲酸BTC 苯三甲酸BTB 苯三苯甲酸酯MTB 甲烷四苯甲酸酯ATB 金剛烷四苯甲酸酯ADB 金剛烷二苯甲酸酯BPDC4，4-二苯基二甲酸DHBC2，5-二羥基對苯二甲酸這些材料本身的合成實例可例如參見J.Am.Chem.Soc.123(2001)第8241頁或Acc.Chem.Res.31(1998)第474頁，將各內容全部引入本申請的內容中。
框架材料，特別是MOF-5從結晶母液中的分離可通過本領域已知的程序進行，例如固-液分離，離心，萃取，過濾，膜濾法，交叉流過濾，使用絮凝助劑(非離子、陽離子和陰離子助劑)的絮凝或通過加入pH改變添加劑如鹽、酸或堿，通過浮選，噴霧干燥，噴霧造粒，以及通過在高溫和/或真空下蒸發母液并濃縮固體。在此步驟中得到的材料通常為細粉末。
分離的框架材料，特別是MOF-5可以與惰性助劑如石墨混合，復合、熔融、擠出、共擠出、壓制、旋制、發泡和/或造粒以形成成形體。成形體的合適幾何形狀尤其為片、丸、球、顆粒或擠出物如線料。
尤其優選的是分別使容器和氣體儲存系統和燃料電池的幾何形狀和形式節省空間的成形體。
在本發明的上下文中，術語“成形體”指的是具有至少一個二維外部輪廓并且在空間的至少一個方向上延伸至至少0.02毫米的所有固體。沒有其它限制，即該成形體可為任何可以想象的形狀并可在任何方向延伸任何長度，只要在一個方向上延伸至至少0.02毫米。在優選的實施方案中，成形體在所有方向上的延伸都不超過50毫米并且不少于0.02毫米。在進一步優選的實施方案中，該范圍限定在1.5-5毫米。
對于這些成形體的幾何形狀，優選球形或圓柱形成形體，以及圓盤形片或任何其它合適的形狀，例如蜂窩狀、網狀、空心體、線排列等。
為形成包括具有孔的金屬-有機物框架材料的成形體，存在幾種方法。
其中可提及的是(i)僅模壓金屬-有機物框架材料，或將金屬-有機物框架材料與粘合劑和/或其它組分模壓成成形體，例如通過壓片；(ii)將金屬-有機物框架材料施加到(多孔)基材上，和(iii)將金屬-有機物框架材料負載到多孔或無孔基材上，然后將其模壓成成形體。
雖然對得到包括本發明金屬-有機物框架的成形體的方法沒有特別限定，優選本發明此處公開的上述方法。當前，沸石為最常用的多孔材料，將其模壓成成形體或施加到(多孔)載體上。
對于制備含有至少一種金屬-有機物框架材料的成形體的步驟而言，可以使用所有熟練技術人員已知的將粉末和/或微晶模壓在一起的方法。此外，可以使用所有在基材上施加活性組分如金屬-有機物框架材料的方法。首先描述了通過包括模壓的方法制備成形體，然后描述了將所述材料施加到(多孔)基材上的方法。
在本發明的上下文中，術語“模壓”指的是本領域熟練技術人員已知的任何方法，通過該方法可以使不符合成形體的上述要求的物質，即任何粉末、粉狀物質、微晶組等形成在其實際用途的條件下保持穩定的成形體。
將至少一種金屬-有機物框架材料模壓成成形體的步驟是必須的，但本發明任選以下步驟(I)模壓之前可進行混合步驟，(II)模壓之前可進行制備含有所述金屬-有機物框架材料的糊狀物質或液體的步驟，例如通過加入溶劑、粘合劑或其它額外物質制備糊狀物質或液體，(III)模壓之后可進行處理步驟，特別是干燥步驟。
規定的模壓、成形或形成步驟可通過本領域熟練技術人員公知的任何方法進行，以實現粉末、懸浮液或糊狀物質的附聚。這些方法例如公開在Ullmann′s Enzylopdie der Technischen Chemie，第4版，第2卷，第313頁及隨后各頁，1972，將其各個部分引入本申請中作為參考。
通常可以提及以下主要途徑(i)壓塊，亦即使用或不使用粘合劑和/或其它添加劑對粉狀材料進行機械壓制，(ii)造粒(壓片)，亦即通過使潮濕粉狀材料進行旋轉運動而將其壓實，和(iii)燒結，亦即使待壓縮材料進行熱處理。由于有機材料的熱穩定性有限，最后一種途徑在一定程度上對本發明材料受限(參見如下所述)。
具體而言，本發明的模壓步驟優選通過使用至少一種選自如下的方法進行通過活塞壓機壓塊、通過輥式壓機壓塊、無粘合劑壓塊、使用粘合劑壓塊、壓片、復合、熔融、擠出、共擠出、旋制、沉積、發泡、噴霧干燥、涂覆、造粒，特別是噴霧造粒或根據塑料加工中任何已知的方法造粒，或者上述方法中至少兩種的任意組合。
優選模壓方法為其中模壓通過在常規擠出機中擠出進行的那些，例如從而使得到的擠出物通常具有約1至約10毫米的直徑，特別是約1.5至約5毫米的直徑。這種擠出設備例如描述于Ullmann′s Enzylopdie derTechnischen Chemie，第4版，第2卷，第295及隨后各頁，1972中。除使用擠出機外，還優選使用擠壓機進行模壓。
模壓可在高壓(大氣壓至幾百巴的壓力)、高溫(室溫至300℃的溫度)或保護氣氛(稀有氣體、氮氣或其混合物)中進行。還可使用這些條件的組合。
模壓步驟可在粘合劑和/或其它使附聚材料穩定的額外物質的存在下進行。對于至少一種任選的粘合劑，可以使用任何本領域熟練技術人員已知的提高顆粒間粘合力以將其模壓在一起的材料。可以將粘合劑、提高粘度的有機化合物和/或將材料轉化為糊的液體加入到金屬-有機物框架材料中，隨后將混合物在混合或捏和設備或擠出機中壓實。然后可將所得塑性材料模壓，尤其是使用擠壓機或擠出機進行模壓，然后可將所得模制品進行任選的處理步驟(III)，例如干燥。
多種無機化合物可用作粘合劑。例如根據US-A 5,430,000，將二氧化鈦或水合二氧化鈦用作粘合劑。其他現有技術粘合劑的實例為水合氧化鋁或其它含鋁粘合劑(WO 94/29408)；硅和鋁化合物的混合物(WO 94/13584)；硅化合物(EP-A 0 592 050)；粘土礦物(JP-A 03 037 156)；烷氧基硅烷(EP-B 0 102 544)；兩親物質；石墨。
其它可能的粘合劑原則上為目前用于在粉狀材料中得到粘合力的所有化合物。優選使用硅、鋁、硼、磷、鋯和/或鈦的化合物，特別是氧化物。
作為粘合劑特別有用的為二氧化硅，其中二氧化硅可以以硅溶膠或以四烷氧基硅烷的形式引入到成形步驟中。此外，鎂和鈹的氧化物和粘土，例如蒙脫石、高嶺土、膨潤土、多水高嶺土、地開石、珍珠陶土和蠕陶土也可用作粘合劑。在本發明中，四烷氧基硅烷特別可用作粘合劑。具體實例為四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷和四丁氧基硅烷，類似的四烷氧基鈦和四烷氧基鋯化合物，以及三甲氧基、三乙氧基、三丙氧基和三丁氧基鋁，尤其優選四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷。
此外可使用提高粘度的有機物質和/或親水性聚合物，例如纖維素或聚丙烯酸酯。所用提高粘度的有機物質同樣可為適于此目的的任何物質。這些優選有機物，特別是親水性聚合物，例如纖維素、淀粉、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚異丁烯和聚四氫呋喃。這些物質通過橋連初始顆粒，主要在捏和、模壓和干燥步驟期間促進塑性材料的形成，并且在模壓和任選的干燥過程中確保模制品的機械穩定性。
對于用于形成糊狀物質的任選液體沒有任何限定，其用于任選的混合步驟(I)或用于規定的模壓步驟。除了水之外，還可使用醇，前提是它們是可水溶混的。因此可使用1-4個碳原子的一元醇和水溶混性多元醇。具體而言，使用甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇，及其兩種或多種的混合物。
可將胺或胺類化合物如四烷基銨化合物或氨基醇，以及含碳酸根物質如碳酸鈣用作其它添加劑。該類其它添加劑公開在EP-A 0 389 041、EP-A0 200 260和WO 95/1922中，將其全部引入本申請作為參考。
即使不能除去全部的話，也可通過任選在保護氣氛或真空下干燥或加熱從成形體中除去大部分上述添加劑物質。為了保持金屬-有機物框架完整無損，成形體優選不暴露于超過300℃的溫度。然而研究表明，在上述溫和條件下加熱/干燥，特別是在真空下，優選低于300℃下干燥足以至少從金屬-有機物框架的孔中除去有機化合物(參見關于上述金屬-有機物框架所給出的文獻)。通常根據使用的添加劑改變和選擇條件。
組分(任選的溶劑、粘合劑、添加劑、具有金屬-有機物框架的材料)的加入順序并不重要。可以先加入粘合劑，然后例如加入金屬-有機物框架材料和添加劑(如果需要的話)，最后加入含有至少一種醇和/或水的混合物，或者改變上述組分中任何一種的順序。
至于例如含金屬-有機物框架的材料和粘合劑以及任選的其它加工材料(＝額外材料)的任選混合步驟(I)，可使用材料加工和設備操作領域中熟練技術人員已知的所有方法。如果在液相進行混合，優選攪拌；如果待混合的物質為糊狀物，優選捏和和/或擠出；如果待混合的組分全部為固體、粉狀，優選混合。如果所用組分的狀態允許使用的話，同樣可以使用霧化器、噴霧器(sprayer)、擴散器或噴霧器(nebulizer)。對于糊狀和粉狀材料，優選使用靜態混合器、行星式混合器、具有旋轉容器的混合器、鍋式混合機、捏和碾磨機、剪切圓盤式混合機、離心混合器、砂磨機、槽式捏和機、密閉式混合機和連續混捏機。其明確包括一種足以實現模壓的混合方法，亦即混合和模壓同時進行的步驟。
本發明成形體優選通過至少一種如下性能表征(aa)在至少一個空間方向上延伸至少0.02毫米，并且在任何空間方向上延伸不超過50毫米；(bb)其壓片成形，并具有1.5-5毫米的直徑和1-5毫米的高度；(cc)其具有2-100N的耐壓性(抗碎強度)。
作為用于產生含有至少一種金屬-有機物框架材料的成形體的第二種主要方法，將所述材料施加到基材上是本發明的一部分。優選基材是多孔的。原則上可使用所有用于將所述材料與所述基材接觸的技術。具體而言，可使用所有由催化劑制備已知的用于將活性材料與多孔基材接觸的技術。
至少一種接觸方法選自如下用液體浸漬、在液體中浸泡、噴霧、從液相沉積、從氣相沉積(氣相沉積)、沉淀、共沉淀、浸漬技術、涂覆。
作為多孔基材，可使用各種本領域熟練技術人員已知的成形體，只要該成形體滿足如本申請所述關于其幾何形狀的一般性要求，例如上述項目(i)至(iii)。具體而言，待與金屬-有機物框架材料接觸的多孔基材可選自氧化鋁、活性鋁土、水合氧化鋁、硅凝膠、硅酸鹽、硅藻土、高嶺土、氧化鎂、活性炭、二氧化鈦和/或沸石。
當優選多孔基材時，同樣可能使金屬-有機物框架材料與無孔體和/或二維基材接觸。在將金屬-有機物框架材料施加到無孔成形體的情況下，得到可與殼催化劑相比擬的殼結構體。該類構造和整個實施方案明確包括在本發明中，只要它們含有至少一種金屬-有機物框架材料。
優選通常用于催化劑工藝中的其它實施方案，例如在修補基面涂層施加活性物質和/或以蜂窩或通道或其它骨架形狀構造載體。
在另一實施方案中，使金屬-有機物框架材料和/或由金屬-有機物框架材料形成的成形體與至少一種選自如下的容量提高劑接觸溶劑、配合物、金屬、金屬氫化物、鋁氫化物、合金，以及其兩種或更多種的混合物，例如上述由Pd、Pt、Ni、Ti和Ru作為金屬衍生的實施方案。
所述容量提高劑的實例是包藏的金屬氫化物。
本發明的容器可在21K至相當于750巴的容器內壓的溫度的溫度范圍內使用。優選的溫度范圍為77K-400℃，優選-100℃至+100℃，尤其優選-70℃至+70℃。
根據本發明另一優選實施方案，容器中包括至少一個用于將至少一種氣體安全、容易地轉移到容器中和/或將至少一種氣體安全、容易地從容器中轉移出的裝置。該類裝置例如可為連接器，所述連接器為本發明容器的至少一個開口的一部分，并且其同時為本發明容器的氣密裝置。因而該裝置能夠將至少一種氣體安全地保存在容器內部，并能從所述容器中安全地釋放至少一種氣體。根據甚至更優選的實施方案，該連接器能清潔和密閉(hermitical)地將至少一種氣體轉移到本發明容器中和由該容器中轉移出，而沒有溢出所述至少一種氣體的危險。
根據上述優選實施方案，其中至少一種氣體由儲存系統轉移到另一儲存系統或從一個儲存系統轉移到燃料電池，例如在加油站的情況下，該連接器用于將氣體節約、清潔、易于操作、密閉(hermitical)地由油槽汽車轉移到加油站罐或從加油站罐轉移到轎車、卡車、摩托車等的燃料電池。
本發明的儲存系統可包括一個或多個本發明容器。本發明的燃料電池可包括一個或多個容器或一個或多個儲存系統。燃料電池和/或儲存系統中包括的每個容器可裝有用于將氣體轉移到容器中、將氣體保持在容器內部和/或從容器釋放氣體的單獨裝置。
根據另一實施方案，兩個或更多個容器可通過至少一個連接裝置合適地連接以便僅需要一個裝置用于將氣體轉移到多個連接的容器中、將氣體保持在多個連接的容器內部和/或從多個連接的容器釋放氣體。
本發明通過以下實施例進一步描述，其并不意欲限制本發明的范圍。
實施例1(MOF-5的制備)
將上述量的原料以二乙基甲酰胺、對苯二甲酸和硝酸鋅的順序溶于燒杯中。所得溶液引入到兩個高壓釜(250毫升)中，高壓釜內壁均覆有聚四氟乙烯。
在105℃下，在20小時內出現結晶。隨后，從黃色晶體潷析出橙色溶劑，再次用20毫升二甲基甲酰胺覆蓋所述晶體，隨后再次潷析。該過程重復三次。隨后，將20毫升氯仿倒在固體上，隨后使用所述溶劑清洗和潷析兩次。
將仍然潮濕的晶體(14.4克)引入真空裝置中，首先在室溫和真空(10-4毫巴)下干燥，隨后在120℃下干燥。
隨后，所得產物通過X-射線粉末衍射和微孔吸附測定表征。所得產物顯示出與MOF-5一致的X-射線衍射圖。
使用氬氣的吸附等溫線測定(87K；Micromeritics ASAP 2010)顯示出微孔材料典型的I型等溫線，根據Langmuir計算的比表面積為3020m2/g，微孔體積為0.97毫升/克(在p/p0＝0.4的相對壓力下)。
實施例2(對比例)在空鋁壓縮氣瓶(空瓶容積2.0升)的排出閥中，嵌入由燒結金屬制成的玻璃料。
將排出閥旋在瓶上，保持開口，并且使用滑動葉片旋轉式真空泵抽出瓶中的氣體，直到壓力為0.01毫巴。將氣瓶密封并稱重。空瓶的總重量為3.95千克。
通過外部施加的氣體源將甲烷連接到氣瓶，并且使用減壓器經由氣瓶的敞開排出閥加壓。測量瓶的重量，其隨甲烷壓力升高而變化。所得結果列于表1。
實施例3在空鋁壓縮氣瓶(空瓶容積2.16升)的排出閥中，嵌入由燒結金屬制成的玻璃料。將根據實施例1制備的686克粉狀MOF-5材料填充到空瓶中。將排出閥旋在瓶上，保持開口，并且使用滑動葉片旋轉式真空泵抽出瓶中的氣體，直到壓力為0.01毫巴。將氣瓶密封并稱重。填充有MOF-5材料的氣瓶總重量為4.806千克。
通過外部施加的氣體源將甲烷連接到氣瓶，并且使用減壓器經由氣瓶的敞開排出閥加壓。測量瓶的重量，其隨甲烷壓力升高而變化。所得結果列于表1。
人們發現，在檢驗的壓力范圍內，與現有技術容器相比，容積基本相同的本發明容器內儲存了顯著更多的甲烷。
表1本發明容器與現有技術容器的比較
實施例4(對比例)在空鋁壓縮氣瓶(空瓶容積2.0升)的排出閥中，嵌入由燒結金屬制成的玻璃料。
將排出閥旋在瓶上，保持開口，并且使用滑動葉片旋轉式真空泵抽出瓶中的氣體，直到壓力為0.01毫巴。將氣瓶密封并稱重。空瓶的總重量為3.95千克。
通過外部施加的氣體源將氫氣連接到氣瓶，并且使用減壓器經由氣瓶的敞開排出閥加壓。測量瓶的重量，其隨氫氣壓力升高而變化。所得結果列于表2。
實施例5在空鋁壓縮氣瓶(空瓶容積2.16升)的排出閥中，嵌入由燒結金屬制成的玻璃料。將根據實施例1制備的686克粉狀MOF-5材料填充到空瓶中。將排出閥旋在瓶上，保持開口，并且使用滑動葉片旋轉式真空泵抽出瓶中的氣體，直到壓力為0.01毫巴。將氣瓶密封并稱重。填充有MOF-5材料的氣瓶總重量為4.806千克。
通過外部施加的氣體源將氫氣連接到氣瓶，并且使用減壓器經由氣瓶敞開的排出閥加壓。測量氣瓶的重量，其隨氫氣壓力升高而變化。所得結果列于表2。
人們發現，在檢驗的壓力范圍內，與現有技術容器相比，容積基本相同的本發明容器內儲存了更多氫氣。
表2本發明容器與現有技術容器的比較
權利要求
1.一種用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的容器，包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從所述容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，所述容器還包括具有孔和至少一種金屬離子和至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物的金屬-有機物框架材料。
2.如權利要求1所要求的容器，其中壓力在大于45巴至750巴的范圍內，優選在大于45巴至150巴的范圍內，優選在50-150巴的范圍內，最優選在50-80巴的范圍內。
3.如權利要求1所要求的容器，具有非圓柱形幾何形狀。
4.如權利要求3所要求的容器，其中壓力在1-150巴的范圍內，優選在1-80巴的范圍內，更優選在大于45巴至80巴的范圍內，最優選在50-80巴的范圍內。
5.如權利要求1-4中任一項所要求的容器，其中氣體為氫氣或烴，烴優選為甲烷。
6.如權利要求1-5中任一項所要求的容器，其中至少一種至少雙齒有機化合物與所述金屬離子配位連接。
7.如權利要求1-6中任一項所要求的容器，其中所述金屬離子選自元素周期表中Ia、IIa、IIIa、IVa-VIIIa和Ib-VIb族的元素。
8.如權利要求1-7中任一項所要求的容器，其中金屬-有機物框架材料與至少一種選自如下的容量提高劑接觸溶劑、配合物、金屬、金屬氫化物、合金，及其兩種或更多種的混合物。
9.如權利要求1-8中任一項所要求的容器，其中雙齒化合物選自可含有一個或多個環的取代或未取代的芳族多羧酸和含有至少一個雜原子并可含有一個或多個環的取代或未取代的芳族多羧酸。
10.如權利要求1-9中任一項所要求的容器，其中金屬-有機物框架材料呈現超過20m2/g的比表面積，其根據DIN 66131通過BET吸附測定。
11.如權利要求1-10中任一項所要求的容器，額外包括至少一種氣體。
12.一種氣體儲存系統，包括至少一個根據權利要求1-11中任一項的容器。
13.一種燃料電池，包括至少一個根據權利要求1-11中任一項的容器。
14.根據權利要求13的燃料電池為固定、移動、移動便攜應用、發電廠、轎車、卡車、公共汽車、無線工具、移動電話和便攜式電腦提供電源的用途。
15.一種從儲存系統向燃料電池轉移至少一種氣體的方法，所述儲存系統包括至少一個根據權利要求1-11中任一項的容器。
16.如權利要求15所要求的方法，其中至少一個燃料電池包括至少一個根據權利要求1-11中任一項的容器。
17.如權利要求16所要求的方法，其中至少一種氣體由包括在儲存系統中的容器釋放，并且在至少一個包括在燃料電池中的容器中吸收。
18.如權利要求15-17中任一項所要求的方法，其中至少一種氣體為氫氣或烴，烴優選為甲烷。
19.一種吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的方法，其中至少一種氣體通過金屬-有機物框架材料吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放，所述金屬-有機物框架材料包括孔和至少一種金屬離子和至少一種優選配位連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物，其中具有孔的金屬-有機物框架材料包括在至少一個容器中，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從所述容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置。
20.如權利要求19所要求的方法，其中壓力在大于45巴至750巴的范圍內，優選在50-80巴的范圍內。
21.包括孔和至少一種金屬離子和至少一種優選配位連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物的金屬-有機物框架材料在固定、移動或移動便攜應用中用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體的用途，所述應用包括容器，所述容器包括具有孔的所述金屬-有機物框架材料，還包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從所述容器排出的開口，以及能夠在1-750巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置。
22.如權利要求21所要求的用途，其中至少一種氣體為氫氣或烴，所述烴優選為甲烷。
23.如權利要求21或22所要求的用途，其中應用為發電廠、轎車、卡車、公共汽車、無線工具、移動電話和便攜式電腦。
全文摘要
本發明涉及一種容器如非圓柱形容器，其用于吸收，或儲存，或釋放，或吸收和儲存，或吸收和釋放，或儲存和釋放，或吸收、儲存和釋放至少一種氣體，所述容器包括至少一個允許至少一種氣體進入該容器和從該容器排出的開口，或至少一個允許至少一種氣體進入該容器的開口和至少一個允許至少一種氣體從所述容器排出的開口，以及能夠在1－750巴，尤其優選50－80巴的壓力下將至少一種氣體儲存在該容器中的氣密裝置，所述容器還包括具有孔和至少一種金屬離子和至少一種連接到所述金屬離子的至少雙齒有機化合物的金屬－有機物框架材料；還涉及包括所述容器的儲存系統和燃料電池，以及一種使用所述容器或燃料電池為發電廠、轎車、卡車、公共汽車、移動電話和便攜式電腦提供電源的方法。
文檔編號F17C11/00GK1813153SQ200480018413
公開日2006年8月2日 申請日期2004年6月30日 優先權日2003年6月30日
發明者U·米勒, M·黑塞, R·赫斯, R·申克, M·赫爾茨勒, O·M·亞吉 申請人:巴斯福股份公司, 密執安大學董事會