CN106068419A - 储氢合金的填充方法 - Google Patents

储氢合金的填充方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106068419A
CN106068419A CN201580012542.3A CN201580012542A CN106068419A CN 106068419 A CN106068419 A CN 106068419A CN 201580012542 A CN201580012542 A CN 201580012542A CN 106068419 A CN106068419 A CN 106068419A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing alloy
hydrogen bearing
container
fill method
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580012542.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106068419B (zh
Inventor
河原崎芳德
林义彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Steel Works Ltd filed Critical Japan Steel Works Ltd
Publication of CN106068419A publication Critical patent/CN106068419A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106068419B publication Critical patent/CN106068419B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0031—Intermetallic compounds; Metal alloys; Treatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0073—Slurries, Suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0078—Composite solid storage mediums, i.e. coherent or loose mixtures of different solid constituents, chemically or structurally heterogeneous solid masses, coated solids or solids having a chemically modified surface region
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0084—Solid storage mediums characterised by their shape, e.g. pellets, sintered shaped bodies, sheets, porous compacts, spongy metals, hollow particles, solids with cavities, layered solids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明的目的是使得当填充储氢合金时能够容易且均匀地填充储氢合金。本发明涉及填充已经通过将粉末状或粒子状的储氢合金与树脂和碳纤维进行混合而制成树脂复合物的储氢合金的方法，其中，当将储氢合金填充到容器中时，使容器在预定频率下振动以调节容器中的储氢合金的填充率。

Description

储氢合金的填充方法
技术领域
本发明涉及用于将储氢合金填充到容器中的方法，所述储氢合金已经通过将储氢合金粒子或粉末与树脂和碳纤维进行混合而制成树脂复合材料。
背景技术
储氢合金收容在储氢合金容器中并且吸收和释放氢气。然而，因为储氢合金自身随着氢气的吸收和释放而最大膨胀和收缩30％，所以此时生成的应力会使储氢合金容器产生应变，从而引起容器变形，并且在极端情况下，在容器上可能生成裂缝。作为用于缓和由合金膨胀产生的应力而抑制容器应变的方法，存在将已经通过将树脂和碳纤维与储氢合金进行混合而制成树脂复合材料的储氢合金材料收容在储氢合金容器中的方法。
一般的储氢合金粉末为干燥可流动的状态，但是在以适当的量将粘度为500mPa·s～10000mPa·s且具有稠度的凝胶状树脂和碳纤维添加并混合到储氢合金粉末的情况下，因为树脂复合材料中含有的储氢合金为湿的砂状储氢合金，所以变得难以将合金填充到作为压力容器的具有小口(开口部)的圆筒状储氢合金容器中。
在用于将储氢合金填充到容器中的常规方法中，通常由作业者手动进行填充。作为有效且生产率良好地填充储氢合金的方法，公开了专利文献1和2中所示的技术。
专利文献1公开了如下方法：将储氢合金粉末分散到流体中，将分散液注入反应容器中，然后除去流体成分。专利文献2公开了如下方法：由惰性气体置换用空气幕分隔的小室，在带式运输机上输送储氢合金容器的同时，在填充室中在污染最小的情况下连续填充合金。此外，专利文献2记载了通过对储氢合金容器施加振动，不管容器的内部结构如何都可以将合金填充到容器的各处的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-149001号公报
专利文献2：日本特开2002-156097号公报
发明内容
技术问题
然而，根据常规技术的储氢合金填充方法不能应用于填充已经通过将储氢合金粒子或粉末与树脂和碳纤维进行混合而制成树脂复合材料的储氢合金的情况。
在专利文献1中所述的方法中，虽然已经用树脂均匀地覆盖了储氢合金，但是在后面的步骤中在将用于流化的流体除去时树脂被移除，因此用于缓和应力的树脂的效果消失。
此外，在专利文献2中，公开了在带式运输机上连续地将合金填充到储氢合金容器中的方法，所用的储氢合金为无粘性的粉末状储氢合金。因此，所述方法不能应用于要制成与树脂和碳纤维混合后的树脂复合材料的储氢合金材料的填充率的调节。实施专利文献2中的振动等是为了将材料填充到内部结构的各处，即使在对容器施加振动或旋转的情况下，该操作也是在完成填充后进行的。特别地，对于具有小口的圆筒状容器，由于粘性而导致要制成这种树脂复合材料的储氢合金材料不能用于单纯使用简单振动的填充方法。
通过将这种储氢合金粒子(或粉末)与树脂和碳纤维进行混合而获得的树脂复合材料难以进行自动化填充，因此如上所述一般手动填充所述粒子。此外，在仅将储氢合金填充至容器中的状态下，如果不对储氢合金施加力，则由于填充率太低而导致储氢合金不显示性能。另一方面，当储氢合金被过多推入时，填充率过度上升而在内部造成压力损失，使得吸收和释放性能受到影响。因此，向要制成树脂复合材料的储氢合金添加碳纤维并进行混合以获得合适的填充率，并且通过在适当地控制力的情况下将其推入而对填充率进行调节。然而，一般来讲，因为手动地进行推入操作，所以合金填充密度变得不均匀，并且批次之间的氢释放性能产生变动。此外，该操作花费大量时间和人力，并且在效率上不足。
本发明是在上述情况的背景下设计的，并且用于解决诸如合金填充密度不均匀、氢释放性能变动和合金填充操作困难的问题。本发明的一个目的是提供如下填充方法，所述填充方法能够容易地将已经通过将储氢合金粒子(或粉末)与树脂和碳纤维进行混合而制成树脂复合材料的储氢合金填充到容器中并且能够均匀地调节填充率。
技术方案
本发明人进行了深入研究，结果发现通过如下可以解决上述问题：即，在将已经通过将储氢合金粒子或粉末与树脂和碳纤维进行混合而制成树脂复合材料的储氢合金填充到容器中时，使容器在预定频率下振动来调节容器中储氢合金的填充率。由此，完成了本发明。
即，本发明的概述可以为如下。
<1>一种储氢合金的填充方法，其包括：当将已经通过将储氢合金粒子或粉末与树脂和碳纤维进行混合而制成树脂复合材料的储氢合金填充到容器中时，使所述容器在预定频率下振动以调节所述容器中的储氢合金的填充率。
<2><1>所述的储氢合金的填充方法，其中在将所述储氢合金填充到所述容器中的过程中，对所述容器施加振动。
<3><1>或<2>所述的储氢合金的填充方法，其中根据所述树脂和所述碳纤维的混合比率设定目标填充率。
<4><1>～<3>中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中所述储氢合金粒子或粉末的平均粒径为1μm～1000μm。
<5><1>～<4>中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中相对于所述储氢合金的量，将所述碳纤维的混合比率控制为0.1重量％～5.0重量％。
<6><1>～<5>中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中所述预定频率为30Hz～70Hz。
<7><1>～<6>中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中通过至少在垂直方向上的移动使所述容器振动。
<8><7>所述的储氢合金的填充方法，其中所述在垂直方向上的移动的振动量为0.1mm～2.0mm。
<9><7>或<8>所述的储氢合金的填充方法，其中使所述容器振动0.5分钟～30分钟。
<10><1>～<9>中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中所述树脂在25℃下的粘度为500mPa·s～10000mPa·s。
<11><1>～<10>中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中所述树脂为在25℃下的1/4稠度为10～200的凝胶状树脂。
<12><1>～<11>中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中相对于所述储氢合金的量，所述树脂的混合量为1重量％～50重量％。
<13><1>～<12>中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中所述储氢合金的目标填充率为40％～55％。
<14><1>～<13>中任一项所述的储氢合金的填充方法，包括：将漏斗配置在所述容器的开口部中；通过所述漏斗将已经制成所述树脂复合材料的所述储氢合金填充到所述容器中；和配置从所述漏斗的中央部向下方延伸的刮棒。
有益效果
根据本发明，可以以期望的填充率将已经通过将储氢合金粒子或粉末与树脂和碳纤维进行混合而制成树脂复合材料的储氢合金填充到容器中。此外，因为可以在均匀地调节填充率的情况下进行填充，所以可以将容器中的压力损失抑制得较低，氢释放性能的变动降低，并且还可以改善释放速度。此外，显示了可以显著缩短用于合金填充操作的时间的效果。
附图说明
[图1]图1为对本发明的一个实施方式中的填充方法进行说明的图。
[图2]图2为显示碳纤维对储氢合金的混合量与当用振动进行填充时储氢合金的填充率之间的关系的图。
[图3]图3为显示对容器的振动频率与当用振动进行填充时储氢合金的填充率之间的关系的图。
[图4]图4为显示储氢合金粒子的平均粒径或粉末直径(合金平均粒度)与当用振动进行填充时储氢合金的填充率之间的关系的图。
[图5]图5为显示本发明的另一个实施方式适用的容器的例子的图。
[图6]图6为显示在通过根据本发明的一个实施例的填充方法获得的多个填充过的容器中的氢量的变动的图。
[图7]图7为显示在通过常规填充方法获得的多个填充过的容器中的氢量的变动的图。
具体实施方式
以下将详细说明实施本发明的方式，但是下述构成特征的说明是本发明的实施方式的一个例子(代表例)，并且本发明不限于这些内容，除非其超出本发明的主旨。在此，“重量％”和“质量％”具有相同的含义。
本发明涉及用于填充储氢合金的方法，所述方法包括：当将已经通过将储氢合金粒子或粉末与树脂和碳纤维进行混合而制成树脂复合材料的储氢合金填充到容器中时，使所述容器在预定频率下振动以调节所述容器中的所述储氢合金的填充率。
根据上述，通过在填充时对容器持续施加预定频率的振动，可以均匀地填充储氢合金并且可以调节填充率。在此，在将储氢合金填充到容器中时容器的振动可以通过交替地进行填充和振动来实现，通过在填充后使容器振动来实现，或者通过在填充的同时施加振动(同时进行填充和振动)来实现。
在本发明中，优选在将储氢合金作为树脂复合材料填充到容器中的过程中，对所述容器施加振动。
根据上述，通过在填充期间对容器施加振动，可以更均匀且容易地进行填充。在此，在向所述容器中填充的过程中对所述容器施加振动是指交替地进行填充和振动、或者在填充的同时施加振动(同时进行填充和振动)。
在本发明中，优选根据树脂和碳纤维的混合比率设定填充率的目标值。
根据上述，可以根据树脂和碳纤维的混合比率设定储氢合金的目标填充率。观察到在碳纤维与储氢合金的填充量之间存在相关性。通过储氢合金对容器内空间的体积比计算填充率。
顺便说一下，例如可以通过下式计算填充率。
填充率(％)＝松密度÷储氢合金的真密度×100
-松密度：储氢合金粒子或粉末的松密度(g/mL)
-储氢合金的真密度：例如8.1(g/mL)
在本发明中，优选储氢合金粒子或粉末的平均粒径或粉末直径(下文中有时简称为平均粒径)为1μm～1000μm。
根据上述，获得更适当的氢吸收和释放特性，并且还可以将填充率更容易地调节至适当的范围。顺便说一下，更理想的是，优选将平均粒径的下限控制为50μm，并且将平均粒径的上限控制为1000μm。此外，储氢合金的粒径也影响储氢合金的填充率。而且鉴于这些点，更优选将平均粒径或粉末直径的下限控制为400μm，并且将平均粒径或粉末直径的上限控制为800μm。
可以通过激光衍射粒度分布测定来测定储氢合金粒子或粉末的平均粒径。
在本发明中，优选将碳纤维的混合比率控制在相对于储氢合金为0.1质量％～5.0质量％的范围内。
根据上述，通过混合合适量的碳纤维，可以将储氢合金的填充量调节至合适的量，并且容易获得良好的氢吸收和释放特性。
在本发明中，优选所述预定频率为30Hz～70Hz。
虽然根据容器形状调节振动频率，但是通过对储氢合金材料持续施加合适的振动，可以更均匀地填充储氢合金材料。
例如，为了将储氢合金的填充率增加到40％以上，需要30Hz以上的频率。当将频率控制在30Hz以上时，使填充率增大并且性能得到改善。另一方面，当频率超过70Hz时，储氢合金的填充率不增加并且在60Hz以上饱和。此外，考虑到装置成本，期望上限为70Hz。通常，将储氢合金容器中的填充率控制为约50％～约53％，因此更期望频率为40Hz～60Hz且进一步期望频率为50Hz～60Hz。
在本发明中，优选通过至少在垂直方向上的移动使容器振动。
根据上述，通过在垂直方向上的振动而更顺利地进行储氢合金材料的填充。
在本发明中，优选在垂直方向上的移动的振动量落入0.1mm～2.0mm的范围。
根据上述，通过适当地确定容器的振动量而更均匀地进行储氢合金的填充。当将振动量控制为0.1mm以上时，可以更充分地获得由振动产生的效果，并且当将振动量控制为2.0mm以下时，可以防止树脂复合材料的合金粉末大幅跳起而使合金从漏斗等中洒落。
在本发明中，优选将在垂直方向上的振动进行0.5分钟～30分钟。
根据上述，通过适当时间的振动可以更均匀且可靠地进行储氢合金材料的填充。另一方面，即使当施加超过30分钟的振动时，提高填充率的效果也是饱和的。
在本发明中，优选所述树脂在25℃下的粘度为500mPa·s～10000mPa·s。
根据上述，当树脂的粘度合适时，使储氢合金的填充变得容易，并且能够实现更均匀的合金填充。
通过使用B型旋转粘度计的测定方法可以测定上述粘度。
在本发明中，优选所述树脂为在25℃下的1/4稠度为10～200的凝胶状树脂。
在此，根据JIS K2220(2013年)测定1/4稠度，并且待测物质是极软的物质如润滑脂。
在本发明中，相对于储氢合金的量，树脂的混合量优选为1质量％～50质量％。
当将树脂的混合量控制为合适的量时，可以将储氢合金的填充率调节为合适的值，并且可以更合适地调节储氢合金材料整体的柔软度。
在本发明中，优选储氢合金的目标填充率为40％～55％。
根据上述，当适当地控制储氢合金的填充率时，氢吸收-释放特性变得更令人满意，并且容器的应变量变得在更合适的范围内。当将填充率控制为40％以上时，可以更充分地获得吸收-释放特性。另一方面，当填充率为55％以下时，由储氢合金的膨胀导致的容器的应变小，这是更优选的。
在本发明中，优选所述容器具有圆筒形状，并且使用相较于圆筒直径具有相对小的开口直径的容器。
根据上述，可以紧密地收容储氢合金并且通过减小开口直径还可以使连接螺钉尺寸小，使得密封性能得到进一步改善。
在本发明中，优选在容器的开口部中配置漏斗，通过漏斗将已经被制成树脂复合材料的储氢合金填充到容器中，并且还配置从漏斗的中央部向下方延伸的刮棒。
在常规方法中，特别是在填充到具有小口的圆筒型容器中的情况下，使用漏斗，但是因为作为树脂复合材料的储氢合金材料具有粘性，所以存在即使手动施加振动漏斗也很快阻塞，因此难以填充合金的情况。根据上述构造，通过使用刮棒，可以更顺利地进行储氢合金的填充。此外，当使刮棒相对于停止期间或振动期间的容器上下移动和/或旋转移动时，可以更顺利地进行储氢合金的填充。
将基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。
作为本发明的储氢合金，可以使用具有AB5、AB2、AB和A2B结构以及BCC结构的组成的储氢合金。顺便说一下，作为本发明，储氢合金的种类、组成、晶体结构等没有特别限制。此外，储氢合金粒子适合具有1μm～1000μm的平均粒径或粉末直径。用于将储氢合金转化为粒子或粉末的方法也没有特别限制，并且可以采用诸如雾化法的适当方法。
图4显示储氢合金的平均粒径与填充率之间的关系。存在当合金粒度细(小)时填充率降低并且当粒度粗(大)时填充率增加的倾向。因此，从抑制填充率变化的观点来看，进一步优选在以平均粒径计400μm～800μm的范围内使合金粒度均匀。
向储氢合金粒子或粉末中适当地混合在25℃下的粘度为500mPa·s～10000mPa·s且在25℃下的1/4稠度为10～200的凝胶状树脂。作为这样的树脂，可以通过将以诸如硅树脂、丙烯酸类单体或聚合物、氨基甲酸酯和环氧树脂为代表的可交联单体或聚合物凝胶化而获得凝胶状树脂。其中，硅树脂容易处理且具有氢气透过性，并且凝胶化的控制是容易的，因此可以优选使用硅树脂。
硅树脂为液体有机聚硅氧烷，并且通常使用由式(RR'SiO)n(其中R和R'各自为有机取代基并且n为自然数)表示的硅树脂。作为R和R'的具体例子，可以各自独立地使用烷基如甲基和乙基、苯基和氟代烷基中的任一种。在分子链的末端，可以存在诸如羟基、烷氧基或乙烯基的官能团。作为树脂的混合量，可以以相对于储氢合金的1质量％～50质量％的量确定混合量。作为树脂，优选软树脂，该软树脂即使在合金膨胀和吸收时也可以保持更合适的树脂粘度。
此外，将碳纤维混合到储氢合金粒子或粉末中。碳纤维可以提高导热性并且可以调节储氢合金的填充率。作为碳纤维，优选使用直径或宽度为1μm～100μm且长径比为5以上的针状导热性碳纤维材料。
可以在添加和混合所述树脂的同时混合该碳纤维。关于添加量，优选相对于储氢合金的量以0.1质量％～5.0质量％的量添加碳纤维。
图2显示当要添加到平均粒径为100μm～600μm的储氢合金中的碳纤维(直径为10μm、长度为6mm且长径比为600的针状碳纤维)的量变化时，在振动频率为60Hz、振动量为1.6mm、5分钟的条件下被施加振动的已经被制成树脂复合材料的储氢合金的填充率变化的关系。顺便说一下，此时使用的有机硅树脂为WACKER SilGel612的A液和B液(由旭化成瓦克有机硅有限公司制造)，其具有25℃下1000mPa·s的液体粘度，在25℃下凝胶状树脂的1/4稠度为85，并且其混合量为3.5质量％。
如上所述，通过改变碳纤维的混合量，储氢合金的填充率显著变化，并且使调节进一步变容易。
此外，为了调节储氢合金的填充率，对振动频率进行调节。
此外，对容器施加振动的时间不限于本发明中的特定范围，但期望为0.5分钟～30分钟。
另外，在振动时，至少在垂直方向上对容器施加振动，并且优选将垂直方向上的振动量控制在0.1mm～2.0mm的范围内。顺便说一下，在振动中，除垂直方向上的振动外，可以结合水平方向上的振动或旋转振动，或者可以在不同的时间施加水平方向上的振动或旋转振动。
图3显示在振动频率变化时要制成树脂复合材料的储氢合金的填充率变化的关系。因此，通过改变振动频率，改变填充率并且使填充率的调节变容易。图3显示在改变振动频率且在1.6mm的位移量和5分钟的条件下对平均粒径为300μm～800μm的储氢合金施加振动的情况下，已经被制成树脂复合材料的储氢合金的填充率变化的关系。顺便说一下，此时，相对于储氢合金，含有2质量％的直径为10μm、长度为6mm且长径比为600的针状碳纤维。使用的有机硅树脂为WACKER SilGel612的A液和B液(由旭化成瓦克有机硅有限公司制造)，其具有25℃下1000mPa·s的液体粘度，在25℃下凝胶状树脂的1/4稠度为85，并且其混合量为3.5质量％。
在将树脂复合材料填充到容器中时，优选对储氢合金的目标填充率进行调节使得在振动后为40％～55％。
接下来，将基于图1对在将树脂复合材料填充到容器中时的装置进行说明。
振动台10具有以可以进行振动的方式被保持的振动板11，并且振动板11被放置在并排放置的振动电机12A和12B上。顺便说一下，在本发明中，振动的机构没有特别限制，并且可以采用合适的构造。
在振动板11上，设置有容器保持架(保持具)13，并且将用于收容储氢合金的容器20保持在容器保持架13上。在该实施方式中，容器20具有圆筒形状，并且在一端处设置有内径小于圆筒内径的开口部21。顺便说一下，在本发明中，容器形状没有特别限制。
在容器20上，配置漏斗15使得漏斗15的管状部插入容器20的开口部21中，并且将树脂复合材料收容在漏斗15中。将刮棒18配置在漏斗15的中心轴处从而到达漏斗15的管状部的内部。
将对使用上述装置的填充方法进行说明。
为了准备合金填充，预先添加并混合上述储氢合金粒子或粉末、树脂和碳纤维并进行搅拌以准备树脂复合材料30。
如上所述，容器20由容器保持架13保持，将漏斗15设置在开口部21中，并且将刮棒18配置在漏斗15中的中心处。
将树脂复合材料30供给到漏斗15的圆锥部中，并且在垂直地移动刮棒18的同时将树脂复合材料30填充到容器20中。在填充期间，两台振动电机12A和12B分别以相反方向旋转，从而在垂直方向上对容器20施加优选最大约1.6mm的线性振动。彼时，从反转板(振动板)11向容器施加振动频率为30Hz～70Hz的振动。通过在垂直方向19上移动刮棒18，将供给至漏斗15的圆锥部的树脂复合材料30依次收容在容器20中。顺便说一下，刮棒18可以为除垂直移动以外还旋转移动的刮棒。可以通过手动操作或机械装置的操作进行刮棒18的操作。
通过上述操作，在不阻塞漏斗15的情况下将树脂复合材料30均匀地填充到容器20中。
顺便说一下，在以上实施方式中，说明了其中向具有小直径开口部的容器供给树脂复合材料的例子，但是在本发明中，容器的形状没有特别限制，并且不限于具有小直径开口部的容器。以下将对容器的例子进行说明。
图5显示本发明的实施方式适用的其它容器的例子。
容器40包含铝制的直角柱状形状，并且具有两侧的边缘壁部43和44以及位于其中间的中间壁部45。介质流路(图中未示出)分别设置在边缘壁部43和44以及中间壁部45上，并且将设置在另外的侧壁部上的进液部41和出液部42与介质流路连接，由此可以使介质流动。
在边缘壁部43与中间壁部45之间的空间中以及边缘壁部44与中间壁部45之间的空间中，沿着壁部的垂直方向在边缘壁部43和44以及中间壁部45上分别配置有钎焊的波纹翅片46。在上述各空间中，通过本实施方式的填充方法以适当的填充率收容树脂复合材料50。因此，在本实施方式中，可以用振动填充树脂复合材料而不管容器形状如何。
实施例
以下在与比较例进行对比的同时对本发明的实施例进行说明。
<实施例>
准备内容积为800mL且开口部内径为14mm的铝圆筒。此外，准备平均粒度为约700μm的AB5类合金，3.5质量％的粘度为1000mPa·s且25℃下的1/4稠度为85的凝胶状有机硅树脂，和2质量％的直径为10μm、长度为6mm、且长径比为600的针状碳纤维，并且将它们混合并搅拌以获得树脂复合材料。
使用图1中显示的装置，在将目标填充率设定为52％的情况下，在振动频率为50Hz、位移为1.6mm且振动时间为5分钟的条件下施加振动的同时，将树脂复合材料填充到容器中。
<比较例>
通过常规手动操作(用手推)对与上述实施例相同的树脂复合材料进行填充到与上述相同的容器中的填充操作。因为此时的操作需要约1小时，所以本实施例的操作效率显著优异。
准备根据上述实施例和比较例的多个批次，并且对各个批次进行氢的吸收/释放特性试验。在试验中，在20℃的水槽中进行作为满填充的0.99MPaG的氢吸收，并且对在20℃的水槽中通过在大气压下释放的氢释放量进行测定。在图6和图7的图中分别显示结果。在图6和图7中，横轴显示经过时间，纵轴显示氢释放量。
在实施例中，各个批次中的氢释放特性比在常规容器中的氢释放特性更优异，并且其变动小。另一方面，在比较例中，平均释放特性低于本实施例中的平均释放特性，并且变动也大。
虽然参照以上实施方式对本发明进行了说明，但是对本领域技术人员而言显而易见的是，在不背离本发明的主旨和范围的情况下，可以在其中进行适当地变更和修改。本申请基于2014年3月7日提交的日本专利申请2014-044528，并且通过引用将其内容并入本文中。
符号说明
10 振动台
11 振动板
12A 振动电机
12B 振动电机
13 容器保持架
15 漏斗
18 刮棒
20 容器
21 容器的开口部
30 树脂复合材料
40 容器
41 进液部
42 出液部
43 容器的边缘壁部
44 容器的边缘壁部
45 中间壁部
46 波纹翅片
50 树脂复合材料

Claims (14)

1.一种储氢合金的填充方法，其包括：
当将已经通过将储氢合金粒子或粉末与树脂和碳纤维进行混合而制成树脂复合材料的储氢合金填充到容器中时，使所述容器在预定频率下振动以调节所述容器中的储氢合金的填充率。
2.权利要求1所述的储氢合金的填充方法，其中，
在将所述储氢合金填充到所述容器中的过程中，对所述容器施加振动。
3.权利要求1或2所述的储氢合金的填充方法，其中，
根据所述树脂和所述碳纤维的混合比率设定目标填充率。
4.权利要求1～3中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中，
所述储氢合金粒子或粉末的平均粒径为1μm～1000μm。
5.权利要求1～4中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中，
相对于所述储氢合金的量，将所述碳纤维的混合比率控制为0.1重量％～5.0重量％。
6.权利要求1～5中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中，
所述预定频率为30Hz～70Hz。
7.权利要求1～6中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中，
通过至少在垂直方向上的移动使所述容器振动。
8.权利要求7所述的储氢合金的填充方法，其中，
所述在垂直方向上的移动的振动量为0.1mm～2.0mm。
9.权利要求7或8所述的储氢合金的填充方法，其中，
使所述容器振动0.5分钟～30分钟。
10.权利要求1～9中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中，
所述树脂在25℃下的粘度为500mPa·s～10000mPa·s。
11.权利要求1～10中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中，
所述树脂为在25℃下的1/4稠度为10～200的凝胶状树脂。
12.权利要求1～11中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中，
相对于所述储氢合金的量，所述树脂的混合量为1重量％～50重量％。
13.权利要求1～12中任一项所述的储氢合金的填充方法，其中，
所述储氢合金的目标填充率为40％～55％。
14.权利要求1～13中任一项所述的储氢合金的填充方法，包括：将漏斗配置在所述容器的开口部中；通过所述漏斗将已经制成所述树脂复合材料的所述储氢合金填充到所述容器中；和配置从所述漏斗的中央部向下方延伸的刮棒。
CN201580012542.3A 2014-03-07 2015-02-26 储氢合金的填充方法 Expired - Fee Related CN106068419B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014044528A JP6108402B2 (ja) 2014-03-07 2014-03-07 水素吸蔵合金の充填方法
JP2014-044528 2014-03-07
PCT/JP2015/055712 WO2015133378A1 (ja) 2014-03-07 2015-02-26 水素吸蔵合金の充填方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106068419A true CN106068419A (zh) 2016-11-02
CN106068419B CN106068419B (zh) 2018-05-04

Family

ID=54055186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580012542.3A Expired - Fee Related CN106068419B (zh) 2014-03-07 2015-02-26 储氢合金的填充方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10247360B2 (zh)
JP (1) JP6108402B2 (zh)
CN (1) CN106068419B (zh)
TW (1) TWI642619B (zh)
WO (1) WO2015133378A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110131566A (zh) * 2018-02-08 2019-08-16 株式会社神户制钢所 树脂复合化储氢合金向容器的填充方法
CN111804909A (zh) * 2020-06-18 2020-10-23 西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司 一种cetr反应堆用铍材成型坯料的装粉方法
CN114440123A (zh) * 2022-02-14 2022-05-06 有研工程技术研究院有限公司 一种固态储氢罐用储氢床体元件

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107702759A (zh) * 2017-09-29 2018-02-16 吉林科领科技有限公司 一种金属氢化物储氢装置及其氢含量测量方法
CN110788329B (zh) * 2019-11-07 2022-11-04 江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司 含碳复合储氢合金及其制备方法、复合固态储氢罐及储放氢性能测试方法
JP7518010B2 (ja) 2021-02-08 2024-07-17 株式会社神戸製鋼所 水素放出方法及び水素供給システム

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57145001A (en) * 1981-02-27 1982-09-07 Sekisui Chem Co Ltd Reactor for metal hydride
JPH04277915A (ja) * 1991-03-06 1992-10-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波装置
JP2000281302A (ja) * 1999-03-26 2000-10-10 Japan Steel Works Ltd:The ガス吸脱着反応材用伝熱促進材および伝熱性に優れたガス吸脱着反応材
WO2004031645A1 (ja) * 2002-10-04 2004-04-15 The Japan Steel Works,Ltd. 水素吸蔵合金容器
JP2006291993A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Honda Motor Co Ltd 水素貯蔵タンク
CN101208376A (zh) * 2005-06-14 2008-06-25 陶氏康宁公司 增强有机硅树脂膜及其制备方法
US20090000963A1 (en) * 2007-06-19 2009-01-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydrogen storage tank and its manufacturing method
CN101636451A (zh) * 2007-02-05 2010-01-27 旭化成电子材料株式会社 包括贮氢合金和树脂的组合物
CN101970299A (zh) * 2008-03-13 2011-02-09 株式会社日本触媒 以吸水性树脂作为主要成分的颗粒状吸水剂的填充方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5949689U (ja) * 1982-09-25 1984-04-02 川鉄化学株式会社 粉体排出口附近の架橋防止装置
JPS63225799A (ja) * 1987-03-11 1988-09-20 Yasuo Odai 水素吸蔵合金の反応装置の製造方法
JPH02125735U (zh) * 1989-03-20 1990-10-17
JPH0397803A (ja) * 1989-09-08 1991-04-23 Kobe Steel Ltd 原料粉末のカプセル内充填方法および充填装置
JPH04149001A (ja) 1990-10-11 1992-05-22 Sanyo Electric Co Ltd 水素吸蔵合金の反応容器への充填方法
JPH0599074A (ja) * 1991-10-07 1993-04-20 Mazda Motor Corp 水素貯蔵タンク
JP2001200159A (ja) * 1999-11-10 2001-07-24 Shin Etsu Chem Co Ltd 水素吸蔵複合成形体及びその製造方法
JP2002156097A (ja) 2000-11-22 2002-05-31 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 水素吸蔵合金充填装置
JP2003121659A (ja) * 2001-01-23 2003-04-23 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバコイルへの充填材含浸方法
US6785455B2 (en) 2001-01-23 2004-08-31 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispersion compensation unit and method of producing the same
JP2008190627A (ja) * 2007-02-05 2008-08-21 Iwatani Internatl Corp 水素吸蔵合金容器、及び水素吸蔵合金容器の製造方法
JP5710966B2 (ja) 2008-03-28 2015-04-30 株式会社日本触媒 吸水性樹脂粉体の輸送方法
JP5560192B2 (ja) 2008-09-16 2014-07-23 株式会社日本触媒 吸水性樹脂の製造方法および通液性向上方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57145001A (en) * 1981-02-27 1982-09-07 Sekisui Chem Co Ltd Reactor for metal hydride
JPH04277915A (ja) * 1991-03-06 1992-10-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波装置
JP2000281302A (ja) * 1999-03-26 2000-10-10 Japan Steel Works Ltd:The ガス吸脱着反応材用伝熱促進材および伝熱性に優れたガス吸脱着反応材
WO2004031645A1 (ja) * 2002-10-04 2004-04-15 The Japan Steel Works,Ltd. 水素吸蔵合金容器
JP2006291993A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Honda Motor Co Ltd 水素貯蔵タンク
CN101208376A (zh) * 2005-06-14 2008-06-25 陶氏康宁公司 增强有机硅树脂膜及其制备方法
CN101636451A (zh) * 2007-02-05 2010-01-27 旭化成电子材料株式会社 包括贮氢合金和树脂的组合物
US20090000963A1 (en) * 2007-06-19 2009-01-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydrogen storage tank and its manufacturing method
CN101970299A (zh) * 2008-03-13 2011-02-09 株式会社日本触媒 以吸水性树脂作为主要成分的颗粒状吸水剂的填充方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110131566A (zh) * 2018-02-08 2019-08-16 株式会社神户制钢所 树脂复合化储氢合金向容器的填充方法
CN110131566B (zh) * 2018-02-08 2021-12-31 株式会社神户制钢所 树脂复合化储氢合金向容器的填充方法
CN111804909A (zh) * 2020-06-18 2020-10-23 西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司 一种cetr反应堆用铍材成型坯料的装粉方法
CN111804909B (zh) * 2020-06-18 2022-07-08 西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司 一种cetr反应堆用铍材成型坯料的装粉方法
CN114440123A (zh) * 2022-02-14 2022-05-06 有研工程技术研究院有限公司 一种固态储氢罐用储氢床体元件

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015133378A1 (ja) 2015-09-11
JP2015169269A (ja) 2015-09-28
TWI642619B (zh) 2018-12-01
TW201538421A (zh) 2015-10-16
US20170016578A1 (en) 2017-01-19
JP6108402B2 (ja) 2017-04-05
US10247360B2 (en) 2019-04-02
CN106068419B (zh) 2018-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106068419A (zh) 储氢合金的填充方法
CN207684864U (zh) 一种用于粘性液体加工的灌装装置
CN205413025U (zh) 一种定量入料的反应釜搅拌装置
CN207449057U (zh) 一种粉末涂料挤出机的下料机构
JP7506672B2 (ja) 粒状拘束媒体を用いた積層造形方法
US20240024840A1 (en) Methods and Apparatus for Delivering Feedstocks for Plasma Treatment
TW200505969A (en) Apparatus for preparing liquid silicone elastomers of uniform composition and hue
CN206108043U (zh) 一种固体加料漏斗
CN108032488A (zh) 一种预热均匀的橡胶注塑进料机
WO2014017123A1 (ja) スラリー製造装置及びスラリー製造方法
CN108408424A (zh) 一种用于加热片精确称量的装置
JP2012166178A (ja) 粉粒体に高粘度の液体を混合する方法および装置
CN104049495B (zh) 填充用于打印的调色剂容器的方法、系统和设备
JP7050451B2 (ja) セラミックスラリーを押し出す装置
CN208103398U (zh) 一种用于加热片精确称量的装置
CN115945124A (zh) 一种粉末原料的配料装置及方法
CN214824267U (zh) 一种掺混肥料灌装机构
CN213791107U (zh) 一种涂料生产用原料新型试验装置
CN211762466U (zh) 一种高凹凸棒粉生产线粉料加热混合储料仓
CN218594678U (zh) 一种阵列式合金粉末装填设备
CN213160621U (zh) 一种瓷砖胶生产用搅拌装置
EP0168958A1 (en) Method for supplying a water-in-oil emulsion explosive into a cartridge machine and an apparatus used therefor
CN214765006U (zh) 一种振动混合装置
JP3125855B2 (ja) 種子のゲル被覆加工方法及び種子のゲル被覆加工装置における加工部
CN219260665U (zh) 一种土方填筑控制仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180504

Termination date: 20210226