JP2001303160A - 水素吸蔵合金 - Google Patents
水素吸蔵合金Info
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のMmNi5 型水素吸蔵合金より軽量、低価
格で、常温 (約20℃)〜100 ℃、大気圧 (0.1 MPa)〜1.0
MPa の範囲での有効水素吸蔵量Ｖが、この従来材の値
である1.3 質量％以上に大きい、水素燃料電池の燃料を
供給する水素貯蔵容器やヒートポンプ、蓄熱等の用途に
有用な水素吸蔵合金を提供する。 【解決手段】 CaA MgB NiC ＭD で示される組成を有す
る水素吸蔵合金。ＭはAl、Si、Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、Cu
およびZnから選んだ少なくとも１種の元素であり、3.0
≦(C＋D)／(A＋B)≦ 3.2、0.4 ≦ B／(A＋B)≦ 0.6、0
≦ D／(C＋D)≦0.2。
格で、常温 (約20℃)〜100 ℃、大気圧 (0.1 MPa)〜1.0
MPa の範囲での有効水素吸蔵量Ｖが、この従来材の値
である1.3 質量％以上に大きい、水素燃料電池の燃料を
供給する水素貯蔵容器やヒートポンプ、蓄熱等の用途に
有用な水素吸蔵合金を提供する。 【解決手段】 CaA MgB NiC ＭD で示される組成を有す
る水素吸蔵合金。ＭはAl、Si、Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、Cu
およびZnから選んだ少なくとも１種の元素であり、3.0
≦(C＋D)／(A＋B)≦ 3.2、0.4 ≦ B／(A＋B)≦ 0.6、0
≦ D／(C＋D)≦0.2。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素貯蔵手段とし
て水素燃料電池、水素貯蔵容器等に、或いは熱−化学エ
ネルギー変換手段としてヒートポンプや蓄熱等の用途に
使用するのに適した水素吸蔵合金と、この水素吸蔵合金
を利用した水素燃料電池とに関する。
て水素燃料電池、水素貯蔵容器等に、或いは熱−化学エ
ネルギー変換手段としてヒートポンプや蓄熱等の用途に
使用するのに適した水素吸蔵合金と、この水素吸蔵合金
を利用した水素燃料電池とに関する。
【０００２】
【従来の技術】水素を燃料として負極に供給し、正極に
供給された酸素と反応させて電気を取り出す水素燃料電
池は、化石燃料を使用する内燃機関や発電装置とは異な
り、運転中にＣＯ2 、ＮＯx 、ＳＯx 等を発生させない
クリーンなエネルギー源であり、エネルギー変換効率が
高いことから、小規模地域発電用および家庭発電用の発
電システムや、電気自動車用の電池として、現在開発が
進められている。
供給された酸素と反応させて電気を取り出す水素燃料電
池は、化石燃料を使用する内燃機関や発電装置とは異な
り、運転中にＣＯ2 、ＮＯx 、ＳＯx 等を発生させない
クリーンなエネルギー源であり、エネルギー変換効率が
高いことから、小規模地域発電用および家庭発電用の発
電システムや、電気自動車用の電池として、現在開発が
進められている。
【０００３】水素燃料電池において、水素吸蔵合金を水
素貯蔵手段として利用することができる。即ち、燃料の
水素ガスを水素吸蔵合金に貯蔵しておき、この合金から
少しずつ放出させて負極に供給するのである。その場
合、水素吸蔵合金への水素の補給は、外部から供給した
水素を合金に吸蔵させてもよく、或いは夜間等の余剰電
力や外部からの電気の供給により燃料電池を充電して、
燃料電池で発生させた水素を水素吸蔵合金に吸蔵させる
ことも可能である。
素貯蔵手段として利用することができる。即ち、燃料の
水素ガスを水素吸蔵合金に貯蔵しておき、この合金から
少しずつ放出させて負極に供給するのである。その場
合、水素吸蔵合金への水素の補給は、外部から供給した
水素を合金に吸蔵させてもよく、或いは夜間等の余剰電
力や外部からの電気の供給により燃料電池を充電して、
燃料電池で発生させた水素を水素吸蔵合金に吸蔵させる
ことも可能である。
【０００４】水素吸蔵合金は、水素を吸蔵する時の水素
化反応が発熱反応であり、逆に水素を放出する時の分解
反応が吸熱反応である。この熱の吸放出を伴う可逆反応
であるという性質により、水素吸蔵合金は熱−化学エネ
ルギー変換機能を持つ。この機能を利用して、水素吸蔵
合金を蓄熱や化学ヒートポンプに応用することも試みら
れている。
化反応が発熱反応であり、逆に水素を放出する時の分解
反応が吸熱反応である。この熱の吸放出を伴う可逆反応
であるという性質により、水素吸蔵合金は熱−化学エネ
ルギー変換機能を持つ。この機能を利用して、水素吸蔵
合金を蓄熱や化学ヒートポンプに応用することも試みら
れている。
【０００５】例えば、燃料電池と同様にクリーンなエネ
ルギー源である太陽熱 (例、ソーラー集熱器の温水) や
清掃工場等の廃熱 (例、廃温水) の蓄熱と熱輸送に水素
吸蔵合金を利用することができる。即ち、水素を吸蔵し
た合金に熱を供給すると、合金からの水素の放出に熱が
利用され、熱は化学エネルギーとして水素吸蔵合金に保
存される。必要時には、放出された水素を合金と反応さ
せると発熱するので、その熱を適当な用途 (例、温室の
加温) に利用する。
ルギー源である太陽熱 (例、ソーラー集熱器の温水) や
清掃工場等の廃熱 (例、廃温水) の蓄熱と熱輸送に水素
吸蔵合金を利用することができる。即ち、水素を吸蔵し
た合金に熱を供給すると、合金からの水素の放出に熱が
利用され、熱は化学エネルギーとして水素吸蔵合金に保
存される。必要時には、放出された水素を合金と反応さ
せると発熱するので、その熱を適当な用途 (例、温室の
加温) に利用する。
【０００６】水素吸蔵合金を応用したヒートポンプで
は、水素を吸蔵した合金をある温度で分解させて水素を
放出させる。その水素を平衡解離圧以上に加圧してから
水素化反応を行わせると、熱源より高い温度が得られる
ことを利用して、熱を低温側から高温側に汲み上げる。
は、水素を吸蔵した合金をある温度で分解させて水素を
放出させる。その水素を平衡解離圧以上に加圧してから
水素化反応を行わせると、熱源より高い温度が得られる
ことを利用して、熱を低温側から高温側に汲み上げる。
【０００７】その他、水素吸蔵合金を水素ガスの簡便で
安全な貯蔵装置として用いるといった用途も検討されて
いる。以上に説明したような用途では、水素吸蔵合金
は、下記(a) 式に示す気固相反応によって水素を可逆的
に吸蔵・放出する。
安全な貯蔵装置として用いるといった用途も検討されて
いる。以上に説明したような用途では、水素吸蔵合金
は、下記(a) 式に示す気固相反応によって水素を可逆的
に吸蔵・放出する。
【０００８】 (a) ２Ｍ＋ｘＨ2 ⇔２ＭＨX （Ｍ：水素吸蔵合金) 即ち、平衡状態より水素圧力を高め、および／または温
度を下げると、(a) 式の可逆反応が右方向に進み、合金
の水素化が起こり、合金に水素が吸蔵される。逆に、水
素圧力を低くし、および／または温度を上げると、水素
化物が分解して水素が解離する左方向に反応が進行し、
合金から水素が放出される。
度を下げると、(a) 式の可逆反応が右方向に進み、合金
の水素化が起こり、合金に水素が吸蔵される。逆に、水
素圧力を低くし、および／または温度を上げると、水素
化物が分解して水素が解離する左方向に反応が進行し、
合金から水素が放出される。
【０００９】この可逆反応は、ニッケル−水素電池で負
極として使用される水素吸蔵電極における下記(b) 式に
示す電気化学的な可逆反応とは別の反応である。 (b) Ｍ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-⇔ＯＨ- ＋ＭＨ 従って、クリーンエネルギーの利用拡大のために、水素
吸蔵合金を前述したような用途に使用するには、既に実
用化されているニッケル−水素電池用の水素吸蔵合金と
は異なる、気固相での水素化・水素解離反応に適した水
素吸蔵合金の開発が必要となる。
極として使用される水素吸蔵電極における下記(b) 式に
示す電気化学的な可逆反応とは別の反応である。 (b) Ｍ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-⇔ＯＨ- ＋ＭＨ 従って、クリーンエネルギーの利用拡大のために、水素
吸蔵合金を前述したような用途に使用するには、既に実
用化されているニッケル−水素電池用の水素吸蔵合金と
は異なる、気固相での水素化・水素解離反応に適した水
素吸蔵合金の開発が必要となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記(a) 式の反応を利
用する水素貯蔵用の水素吸蔵合金における一般的な反応
条件は、低温／高圧で吸蔵し、高温／低圧で放出するも
のであった。水素吸蔵合金の実用化が近づいた最近にな
って、常温、即ち、20℃前後という従来より高い温度
と、高圧ガス取締法の対象外である10気圧 (約１MPa)と
いう従来より低い水素圧力の条件で水素化反応させて、
水素を吸蔵させることが試みられるようになった。この
場合、水素を放出させる時の脱水素反応の条件は、加熱
源が一般に温水であることから、温度は100 ℃以下であ
り、水素圧力は大気圧、即ち、約0.1MPa とすることが
有利である。このような条件下で多量の水素を吸放出す
る水素吸蔵合金は、水素燃料電池等の水素貯蔵用や、
（廃）温水を利用した蓄熱、ヒートポンプ等の用途にと
って極めて有用であることから、そのような水素吸蔵合
金の開発が行われ始めている。
用する水素貯蔵用の水素吸蔵合金における一般的な反応
条件は、低温／高圧で吸蔵し、高温／低圧で放出するも
のであった。水素吸蔵合金の実用化が近づいた最近にな
って、常温、即ち、20℃前後という従来より高い温度
と、高圧ガス取締法の対象外である10気圧 (約１MPa)と
いう従来より低い水素圧力の条件で水素化反応させて、
水素を吸蔵させることが試みられるようになった。この
場合、水素を放出させる時の脱水素反応の条件は、加熱
源が一般に温水であることから、温度は100 ℃以下であ
り、水素圧力は大気圧、即ち、約0.1MPa とすることが
有利である。このような条件下で多量の水素を吸放出す
る水素吸蔵合金は、水素燃料電池等の水素貯蔵用や、
（廃）温水を利用した蓄熱、ヒートポンプ等の用途にと
って極めて有用であることから、そのような水素吸蔵合
金の開発が行われ始めている。
【００１１】このような条件で水素を吸放出する水素吸
蔵合金に要求される水素吸放出特性について、図１に模
式的に示す。図１は、横軸に水素濃度 (質量％、以下同
じ)、縦軸に水素平衡解離圧 (Ｐeq, Mpa)をとった圧力
−組成等温線図 (Ｐ−Ｃ−Ｔ曲線)(以下、等温線図とい
う) である。この等温線図は、一定温度で水素圧力を変
化させながら平衡になる水素吸蔵量を測定することによ
り作製される。
蔵合金に要求される水素吸放出特性について、図１に模
式的に示す。図１は、横軸に水素濃度 (質量％、以下同
じ)、縦軸に水素平衡解離圧 (Ｐeq, Mpa)をとった圧力
−組成等温線図 (Ｐ−Ｃ−Ｔ曲線)(以下、等温線図とい
う) である。この等温線図は、一定温度で水素圧力を変
化させながら平衡になる水素吸蔵量を測定することによ
り作製される。
【００１２】図１に示すように、上記条件下で水素の吸
蔵と放出を行う場合の有効水素吸蔵量Ｖは、20℃、１MP
a での水素吸蔵量Ｖ１と、100 ℃、0.1 MPa での水素吸
蔵量Ｖ２との差として表すことができる。従って、有効
水素吸蔵量Ｖを大きくするには、Ｖ１がより大きく、Ｖ
２がより小さければよい。つまり、水素燃料電池をはじ
めとする水素貯蔵用や、蓄熱用、ヒートポンプ用といっ
た用途に使用する水素吸蔵合金には、20℃、１MPa での
水素吸蔵量Ｖ１が大きく、100 ℃、0.1 MPa での水素吸
蔵量Ｖ２が小さく、有効水素吸蔵量Ｖが可及的に大きい
ことが求められる。
蔵と放出を行う場合の有効水素吸蔵量Ｖは、20℃、１MP
a での水素吸蔵量Ｖ１と、100 ℃、0.1 MPa での水素吸
蔵量Ｖ２との差として表すことができる。従って、有効
水素吸蔵量Ｖを大きくするには、Ｖ１がより大きく、Ｖ
２がより小さければよい。つまり、水素燃料電池をはじ
めとする水素貯蔵用や、蓄熱用、ヒートポンプ用といっ
た用途に使用する水素吸蔵合金には、20℃、１MPa での
水素吸蔵量Ｖ１が大きく、100 ℃、0.1 MPa での水素吸
蔵量Ｖ２が小さく、有効水素吸蔵量Ｖが可及的に大きい
ことが求められる。
【００１３】また、水素吸蔵合金が軽量であることも望
ましい。これは、特に水素燃料電池を電気自動車に搭載
する場合に必要となる。さらに、また、水素貯蔵用や蓄
熱用といった用途では、水素吸蔵合金を大量に使用する
ことから、水素吸蔵合金の製造コストも重要であり、安
価な原料から製造できる水素吸蔵合金が求められてい
る。
ましい。これは、特に水素燃料電池を電気自動車に搭載
する場合に必要となる。さらに、また、水素貯蔵用や蓄
熱用といった用途では、水素吸蔵合金を大量に使用する
ことから、水素吸蔵合金の製造コストも重要であり、安
価な原料から製造できる水素吸蔵合金が求められてい
る。
【００１４】代表的な実用水素吸蔵合金であるMmNi5 系
合金は、非常に平坦なプラトーを有し、Ｖ２は0.1 ％以
下と小さい。しかし、Ｖ１も約1.4 ％と小さいため、有
効水素吸蔵量Ｖは約1.3 ％となり、十分とはいえない。
また、この合金は、Mm (希土類金属の混合物であるミッ
シュメタル) とNiといういずれも比較的高価な成分から
なる合金であり、コスト的に不利である。
合金は、非常に平坦なプラトーを有し、Ｖ２は0.1 ％以
下と小さい。しかし、Ｖ１も約1.4 ％と小さいため、有
効水素吸蔵量Ｖは約1.3 ％となり、十分とはいえない。
また、この合金は、Mm (希土類金属の混合物であるミッ
シュメタル) とNiといういずれも比較的高価な成分から
なる合金であり、コスト的に不利である。
【００１５】軽量なMgを用いた水素吸蔵合金であるMg2N
i 合金では、Ｖ１は3.6 ％と非常に大きいが、Ｖ２もま
た約3.6 ％であるので、前述した条件下での水素の放出
は不可能である。
i 合金では、Ｖ１は3.6 ％と非常に大きいが、Ｖ２もま
た約3.6 ％であるので、前述した条件下での水素の放出
は不可能である。
【００１６】Mg2Ni 合金の水素吸放出圧力の向上による
Ｖ２の低減については、元素置換による水素吸放出圧力
の向上、非晶質化、ナノメートルスケール化による水素
吸放出圧力の向上等がこれまでに報告されているが、10
0 ℃以下での使用に対する実用化を可能にするような報
告はない。
Ｖ２の低減については、元素置換による水素吸放出圧力
の向上、非晶質化、ナノメートルスケール化による水素
吸放出圧力の向上等がこれまでに報告されているが、10
0 ℃以下での使用に対する実用化を可能にするような報
告はない。
【００１７】Ｖ２の小さいMg系水素吸蔵合金として、Ａ
Ｂ2Ｃ9 合金 (Ａ：希土類元素、Ｂ：Mg等のアルカリ土
類元素、Ｃ：Ni他の遷移金属元素) が、100 ℃以下の温
度で最大1.8 ％の水素を放出することが特開平11−2176
43号公報に開示されている。しかし、この合金は高価な
希土類元素を必須とする。
Ｂ2Ｃ9 合金 (Ａ：希土類元素、Ｂ：Mg等のアルカリ土
類元素、Ｃ：Ni他の遷移金属元素) が、100 ℃以下の温
度で最大1.8 ％の水素を放出することが特開平11−2176
43号公報に開示されている。しかし、この合金は高価な
希土類元素を必須とする。
【００１８】Mgと同様に安価かつ軽量なCaをMgに加えた
合金であるCa0.5Mg0.5Ni2 が、Mat.Res. Bull., Vol. 1
5 (1980) 275-283 に報告されている。この合金のＶ１
は約1.7 ％で、MmNi5 より大きいが、水素吸放出圧力が
低く、Ｖ２は約1.3 ％の大きさになるので、有効水素吸
蔵量Ｖは0.4 ％程度にすぎない。
合金であるCa0.5Mg0.5Ni2 が、Mat.Res. Bull., Vol. 1
5 (1980) 275-283 に報告されている。この合金のＶ１
は約1.7 ％で、MmNi5 より大きいが、水素吸放出圧力が
低く、Ｖ２は約1.3 ％の大きさになるので、有効水素吸
蔵量Ｖは0.4 ％程度にすぎない。
【００１９】Journal of Alloys and Compounds 284 (1
999) 145-154には、水素放出圧力の高いMg−Ca系合金と
してCaMg2Ni9合金が報告されている。この合金は、MmNi
5 系合金と同様に、非常にプラトーが平坦で、Ｖ２は0.
1 ％以下である。しかし、逆に水素吸放出圧力が高すぎ
るため、十分に水素を吸収させるためには温度を0 ℃付
近まで下げなければならない。
999) 145-154には、水素放出圧力の高いMg−Ca系合金と
してCaMg2Ni9合金が報告されている。この合金は、MmNi
5 系合金と同様に、非常にプラトーが平坦で、Ｖ２は0.
1 ％以下である。しかし、逆に水素吸放出圧力が高すぎ
るため、十分に水素を吸収させるためには温度を0 ℃付
近まで下げなければならない。
【００２０】特開平11−264041号公報には、Ca1-a Mga
(Ni1-x Mx ) Z (0＜a ＜0.5 、0 ＜X ≦0.8 、２＜Ｚ＜
4.5)の30℃での有効水素吸蔵量が開示されている。この
公報における有効水素吸蔵量は30℃の一定温度のもので
あり、上述した本発明のＶとは異なるものである。この
公報には100 ℃近辺での等温線図が示されていないので
Ｖ２を推測することができない。従って、前述した条件
での有効水素吸蔵量Ｖは不明であるので、この合金が前
述した条件で水素の吸放出を行う用途に有用であること
は示唆されていない。
(Ni1-x Mx ) Z (0＜a ＜0.5 、0 ＜X ≦0.8 、２＜Ｚ＜
4.5)の30℃での有効水素吸蔵量が開示されている。この
公報における有効水素吸蔵量は30℃の一定温度のもので
あり、上述した本発明のＶとは異なるものである。この
公報には100 ℃近辺での等温線図が示されていないので
Ｖ２を推測することができない。従って、前述した条件
での有効水素吸蔵量Ｖは不明であるので、この合金が前
述した条件で水素の吸放出を行う用途に有用であること
は示唆されていない。
【００２１】このように、常温〜100 ℃の温度および大
気圧〜1.0 MPa の範囲での有効水素吸蔵量Ｖが、代表的
なMmNi5 系水素吸蔵合金での値 (約1.3 質量％) 以上に
大きく、且つ速やかに水素を吸放出することができ、安
価な原料から得られる水素吸蔵合金は、未だに開発され
ていない。
気圧〜1.0 MPa の範囲での有効水素吸蔵量Ｖが、代表的
なMmNi5 系水素吸蔵合金での値 (約1.3 質量％) 以上に
大きく、且つ速やかに水素を吸放出することができ、安
価な原料から得られる水素吸蔵合金は、未だに開発され
ていない。
【００２２】本発明は、上記範囲での有効水素吸蔵量Ｖ
が1.3 質量％以上と大きく、速やかに水素を吸放出し、
安価で軽量の水素吸蔵合金を提供することを直接的な課
題とする。それにより、このような水素吸蔵合金が求め
られている、水素燃料電池や(廃) 温水を熱源とする蓄
熱やヒートポンプ等の用途に対する水素吸蔵合金の利用
を推進しようとするものである。
が1.3 質量％以上と大きく、速やかに水素を吸放出し、
安価で軽量の水素吸蔵合金を提供することを直接的な課
題とする。それにより、このような水素吸蔵合金が求め
られている、水素燃料電池や(廃) 温水を熱源とする蓄
熱やヒートポンプ等の用途に対する水素吸蔵合金の利用
を推進しようとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題が、下記一般式(1) で表される組成を有する、温度０
〜50℃、水素圧力 0.5〜1.1 MPa の条件下で水素を吸蔵
させ、温度60℃〜水の沸点、水素圧力0.01〜0.3 MPa の
条件下で水素を放出させるための水素吸蔵合金により解
決される： CaA MgB NiC ＭD ・・・ (1) 上記式中、ＭはAl、Si、Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、Cuおよび
Znから選んだ少なくとも１種の元素であり、 3.0 ≦(C＋D)／(A＋B)≦ 3.2、 0.4 ≦ B／(A＋B)≦ 0.6、 0 ≦ D／(C＋D)≦ 0.2。
題が、下記一般式(1) で表される組成を有する、温度０
〜50℃、水素圧力 0.5〜1.1 MPa の条件下で水素を吸蔵
させ、温度60℃〜水の沸点、水素圧力0.01〜0.3 MPa の
条件下で水素を放出させるための水素吸蔵合金により解
決される： CaA MgB NiC ＭD ・・・ (1) 上記式中、ＭはAl、Si、Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、Cuおよび
Znから選んだ少なくとも１種の元素であり、 3.0 ≦(C＋D)／(A＋B)≦ 3.2、 0.4 ≦ B／(A＋B)≦ 0.6、 0 ≦ D／(C＋D)≦ 0.2。
【００２４】好ましくは、上記(1) 式において、0.5 ≦
B／(A＋B)≦ 0.6である。本発明の水素吸蔵合金は、水
素貯蔵手段および熱−化学エネルギー変換手段として有
用であり、特に水素燃料電池における水素貯蔵手段とし
て利用するのに適している。
B／(A＋B)≦ 0.6である。本発明の水素吸蔵合金は、水
素貯蔵手段および熱−化学エネルギー変換手段として有
用であり、特に水素燃料電池における水素貯蔵手段とし
て利用するのに適している。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明者らは、軽量性と低価格性
を考慮して、CaとMgに着目した。種々のCa−Mg系合金の
Ｖ１、Ｖ２を測定した結果、CaNi3 のCaサイトをMgに置
換した場合、水素吸放出圧力を調整し、Ｖ１、Ｖ２を制
御できることを見出した。また、NiサイトをAl、Si、
Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Znから選ばれる少なくとも１
つ以上の元素に置換してもよいことも見出した。
を考慮して、CaとMgに着目した。種々のCa−Mg系合金の
Ｖ１、Ｖ２を測定した結果、CaNi3 のCaサイトをMgに置
換した場合、水素吸放出圧力を調整し、Ｖ１、Ｖ２を制
御できることを見出した。また、NiサイトをAl、Si、
Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Znから選ばれる少なくとも１
つ以上の元素に置換してもよいことも見出した。
【００２６】これらの知見に基づいて、上記(1) 式で示
される組成を有する、本発明の水素吸蔵合金が、Ｖ１が
大きく、Ｖ２が小さいので、温度20〜100 ℃、水素圧
0.1〜1.0 MPa の範囲での有効水素吸蔵量Ｖが、従来のM
mNi5 系水素吸蔵合金より大きくなることを究明し、本
発明に到達した。
される組成を有する、本発明の水素吸蔵合金が、Ｖ１が
大きく、Ｖ２が小さいので、温度20〜100 ℃、水素圧
0.1〜1.0 MPa の範囲での有効水素吸蔵量Ｖが、従来のM
mNi5 系水素吸蔵合金より大きくなることを究明し、本
発明に到達した。
【００２７】本発明の水素吸蔵合金は、温度０〜50℃、
水素圧力 0.5〜1.1 MPa の条件下で水素を吸蔵させ、温
度60℃〜水の沸点、水素圧力0.01〜0.3 MPa の条件下で
水素を放出させるための水素吸蔵合金、即ち、 (廃) 温
水を加熱源とする水素燃料電池等の水素貯蔵手段や蓄
熱、ヒートポンプ等の熱−化学エネルギー変換手段とし
て用いる水素吸蔵合金、として有用である。
水素圧力 0.5〜1.1 MPa の条件下で水素を吸蔵させ、温
度60℃〜水の沸点、水素圧力0.01〜0.3 MPa の条件下で
水素を放出させるための水素吸蔵合金、即ち、 (廃) 温
水を加熱源とする水素燃料電池等の水素貯蔵手段や蓄
熱、ヒートポンプ等の熱−化学エネルギー変換手段とし
て用いる水素吸蔵合金、として有用である。
【００２８】上記(1) 式で示される組成を持つ本発明の
水素吸蔵合金では、CaサイトとNiサイトの比 (Ｚ)[Ｚ＝
(C＋D)／(A＋B)] は、元のCaNi3 での比の３に対して若
干の増加が許容されるため、 3.0≦Ｚ≦3.2 となる。Ｚ
が3.0 未満では、水素を放出しずらいCaNi2 系の合金が
第２相として析出し、Ｖ２が増加する。Ｚが3.2 より大
きくなると、同様に水素を吸収しづらいNiおよびMgNi2
が析出し、Ｖ１が減少する。
水素吸蔵合金では、CaサイトとNiサイトの比 (Ｚ)[Ｚ＝
(C＋D)／(A＋B)] は、元のCaNi3 での比の３に対して若
干の増加が許容されるため、 3.0≦Ｚ≦3.2 となる。Ｚ
が3.0 未満では、水素を放出しずらいCaNi2 系の合金が
第２相として析出し、Ｖ２が増加する。Ｚが3.2 より大
きくなると、同様に水素を吸収しづらいNiおよびMgNi2
が析出し、Ｖ１が減少する。
【００２９】本発明の水素吸蔵合金におけるCaサイトの
Mg置換率 (Ｘ)[Ｘ＝ B／(A＋B)] は、0.4 ≦Ｘ≦0.6 で
ある。Ｘが0.4 より小さいと、図２に示す100 ℃での等
温線図のプラトー部が、図２のＸ＝0.3 の曲線に示すよ
うに小さくなり、Ｖ２が大きくなるため、有効水素吸蔵
量Ｖが低下する。Ｘの値が0.4 以上になると、図２のＸ
＝0.5 の曲線に示すように、100 ℃での等温線図のプラ
トーが非常に平坦になり、Ｖ２が低下するので、有効水
素吸蔵量Ｖが大きくなる。この効果はＸが0.5 以上にな
るとさらに顕著となる。Ｘ≧0.4 の範囲で100 ℃の等温
線図の平坦性が増大する理由は、この範囲でMgのCaに対
する置換位置に規則性が生じるためではないかと推測さ
れる。従って、Ｘは0.4 以上とし、好ましくは0.5 以上
とする。
Mg置換率 (Ｘ)[Ｘ＝ B／(A＋B)] は、0.4 ≦Ｘ≦0.6 で
ある。Ｘが0.4 より小さいと、図２に示す100 ℃での等
温線図のプラトー部が、図２のＸ＝0.3 の曲線に示すよ
うに小さくなり、Ｖ２が大きくなるため、有効水素吸蔵
量Ｖが低下する。Ｘの値が0.4 以上になると、図２のＸ
＝0.5 の曲線に示すように、100 ℃での等温線図のプラ
トーが非常に平坦になり、Ｖ２が低下するので、有効水
素吸蔵量Ｖが大きくなる。この効果はＸが0.5 以上にな
るとさらに顕著となる。Ｘ≧0.4 の範囲で100 ℃の等温
線図の平坦性が増大する理由は、この範囲でMgのCaに対
する置換位置に規則性が生じるためではないかと推測さ
れる。従って、Ｘは0.4 以上とし、好ましくは0.5 以上
とする。
【００３０】Ｘが0.55以上になると、合金中に第２相と
して水素を吸蔵しないMgNi2 が生成し、図３の20℃での
等温線図に示すように、Ｖ１が減少しはじめる。この傾
向は、Ｘが0.6 を超えると顕著になるので、Ｘの上限は
0.6 とする。
して水素を吸蔵しないMgNi2 が生成し、図３の20℃での
等温線図に示すように、Ｖ１が減少しはじめる。この傾
向は、Ｘが0.6 を超えると顕著になるので、Ｘの上限は
0.6 とする。
【００３１】本水素吸蔵合金におけるNiサイトの他金属
Ｍの置換率 (Ｙ)[Ｙ＝ D／(C＋D)]は、0 ≦Ｙ≦0.2 で
ある。ここでＭは、Al、Si、Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、
Znのうち１つ以上の元素を表す。Ｙがが0.2 より大きい
と、水素吸放出圧力が低すぎるCaNi2 系の第２相が生成
し、Ｖ２の増加により有効水素吸蔵量Ｖが著しく低下す
るからである。
Ｍの置換率 (Ｙ)[Ｙ＝ D／(C＋D)]は、0 ≦Ｙ≦0.2 で
ある。ここでＭは、Al、Si、Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、
Znのうち１つ以上の元素を表す。Ｙがが0.2 より大きい
と、水素吸放出圧力が低すぎるCaNi2 系の第２相が生成
し、Ｖ２の増加により有効水素吸蔵量Ｖが著しく低下す
るからである。
【００３２】本発明の水素吸蔵合金の製造は、原料粉末
を圧縮成型し、不活性雰囲気中で焼結する焼結法、原料
を高周波加熱、アーク加熱等により溶解して凝固させる
溶解法のいずれも可能である。溶解法の場合、凝固は、
金型内で凝固させる鋳造法でもよく、或いは金型を利用
しない、ガスアトマイズ法、ロール急冷法といった凝固
法でもよい。合金の形状は、粉末でも、焼結体のような
成形体でもよい。
を圧縮成型し、不活性雰囲気中で焼結する焼結法、原料
を高周波加熱、アーク加熱等により溶解して凝固させる
溶解法のいずれも可能である。溶解法の場合、凝固は、
金型内で凝固させる鋳造法でもよく、或いは金型を利用
しない、ガスアトマイズ法、ロール急冷法といった凝固
法でもよい。合金の形状は、粉末でも、焼結体のような
成形体でもよい。
【００３３】本発明の水素吸蔵合金は、温度０〜50℃、
水素圧力 0.5〜1.1 MPa の条件下で水素を吸蔵させ、温
度60℃〜水の沸点、水素圧力0.01〜0.3 MPa の条件下で
水素を放出させるのに有用である。
水素圧力 0.5〜1.1 MPa の条件下で水素を吸蔵させ、温
度60℃〜水の沸点、水素圧力0.01〜0.3 MPa の条件下で
水素を放出させるのに有用である。
【００３４】水素吸蔵時の温度は０〜50℃であるので、
多くの地域では加熱または冷却を必要とせずに常温で合
金に水素を吸蔵させることができる。水素吸蔵時の水素
ガス圧力は1.1MPa以下であるので、高圧ガス取締法の範
囲外であり、比較的安全かつ簡便に水素ガスを取り扱う
ことができる。下限は水素放出時の圧力より高ければよ
いが、水素吸蔵量を考慮して0.5 MPa 以上とする。
多くの地域では加熱または冷却を必要とせずに常温で合
金に水素を吸蔵させることができる。水素吸蔵時の水素
ガス圧力は1.1MPa以下であるので、高圧ガス取締法の範
囲外であり、比較的安全かつ簡便に水素ガスを取り扱う
ことができる。下限は水素放出時の圧力より高ければよ
いが、水素吸蔵量を考慮して0.5 MPa 以上とする。
【００３５】水素放出時の温度は、ソーラー集熱器の温
水や廃温水を熱源として利用できる温度が好ましいの
で、上限は水の沸点とする。下限は60℃以上が好まし
い。これは、温度が低すぎると、水素の放出量が少なく
なるからである。水素放出時の水素圧力は、吸蔵時の圧
力より低ければ良いが、0.01 MPa以上、0.3 MPa 以下の
範囲がよい。高すぎると水素放出量が少なく、低すぎる
と減圧に手間がかかりすぎる。放出圧力は、0.1 MPa 付
近の大気圧とするのが、加圧や減圧が不要で簡便である
ことから好ましい。
水や廃温水を熱源として利用できる温度が好ましいの
で、上限は水の沸点とする。下限は60℃以上が好まし
い。これは、温度が低すぎると、水素の放出量が少なく
なるからである。水素放出時の水素圧力は、吸蔵時の圧
力より低ければ良いが、0.01 MPa以上、0.3 MPa 以下の
範囲がよい。高すぎると水素放出量が少なく、低すぎる
と減圧に手間がかかりすぎる。放出圧力は、0.1 MPa 付
近の大気圧とするのが、加圧や減圧が不要で簡便である
ことから好ましい。
【００３６】本発明の水素吸蔵合金は、水素燃料電池に
おいて、燃料である水素ガスの貯蔵手段として使用する
のに適している。この場合、例えば、次のようにして水
素吸蔵合金を使用することができる。
おいて、燃料である水素ガスの貯蔵手段として使用する
のに適している。この場合、例えば、次のようにして水
素吸蔵合金を使用することができる。
【００３７】燃料電池の運転前に、水素吸蔵合金に 0.5
〜1.1 MPa の加圧水素ガスを常温で供給して、合金に水
素を吸蔵させる。燃料電池を運転する際には、水素吸蔵
合金を温水を熱源として60〜100 ℃に加熱し、水素圧力
を大気圧に下げると、水素ガスが放出されるので、それ
を燃料電池の負極に一定流量で供給する。この水素ガス
は、正極に供給された酸素含有ガス (通常は空気) 中の
酸素と反応して、水になる。
〜1.1 MPa の加圧水素ガスを常温で供給して、合金に水
素を吸蔵させる。燃料電池を運転する際には、水素吸蔵
合金を温水を熱源として60〜100 ℃に加熱し、水素圧力
を大気圧に下げると、水素ガスが放出されるので、それ
を燃料電池の負極に一定流量で供給する。この水素ガス
は、正極に供給された酸素含有ガス (通常は空気) 中の
酸素と反応して、水になる。
【００３８】水素ガスの放出が終了したら、水素吸蔵合
金の温度を常温に下げ、上記の加圧水素ガスを再び供給
して、水素を合金に吸蔵させる。水素吸蔵合金からなる
水素貯蔵容器を複数設置しておき、交互に使用すること
で、水素燃料電池を連続運転することができる。
金の温度を常温に下げ、上記の加圧水素ガスを再び供給
して、水素を合金に吸蔵させる。水素吸蔵合金からなる
水素貯蔵容器を複数設置しておき、交互に使用すること
で、水素燃料電池を連続運転することができる。
【００３９】水素燃料電池の水素吸蔵合金への水素の吸
蔵は、上記のように外部から供給した水素ガスを利用す
る代わりに、燃料電池を二次電池として使用し、充電す
ることによって行うこともできる。例えば、深夜電力の
ような余剰電力を使用して燃料電池を充電すると、水の
分解により水素ガスと酸素ガスが発生するので、その水
素ガスを水素吸蔵合金に吸蔵させるのである。
蔵は、上記のように外部から供給した水素ガスを利用す
る代わりに、燃料電池を二次電池として使用し、充電す
ることによって行うこともできる。例えば、深夜電力の
ような余剰電力を使用して燃料電池を充電すると、水の
分解により水素ガスと酸素ガスが発生するので、その水
素ガスを水素吸蔵合金に吸蔵させるのである。
【００４０】水素燃料電池の種類は、燃料として水素を
使用するものであれば特に制限されない。現在開発中の
アルカリ型、固体高分子電解質型、リン酸型、溶融炭酸
塩型、固体電解質型等のいずれにも適用できる。中でも
好ましいのは、常温で運転可能で、酸素供給源として空
気を使用できる固体高分子電解質型燃料電池である。固
体高分子型燃料電池は、100 ℃以下で作動するコンパク
トな電池とすることができ、小規模地域発電や家庭用発
電システムとして実用化の動きがあり、また自動車用電
源として使用する試みもある。
使用するものであれば特に制限されない。現在開発中の
アルカリ型、固体高分子電解質型、リン酸型、溶融炭酸
塩型、固体電解質型等のいずれにも適用できる。中でも
好ましいのは、常温で運転可能で、酸素供給源として空
気を使用できる固体高分子電解質型燃料電池である。固
体高分子型燃料電池は、100 ℃以下で作動するコンパク
トな電池とすることができ、小規模地域発電や家庭用発
電システムとして実用化の動きがあり、また自動車用電
源として使用する試みもある。
【００４１】本発明の水素吸蔵合金は、熱−化学エネル
ギー変換手段として、蓄熱やヒートポンプに利用するこ
ともできる。この場合も、水素の吸蔵時および放出時の
温度および水素圧力の条件は、上記と同様でよい。
ギー変換手段として、蓄熱やヒートポンプに利用するこ
ともできる。この場合も、水素の吸蔵時および放出時の
温度および水素圧力の条件は、上記と同様でよい。
【００４２】本発明の水素吸蔵合金は、前述した条件で
水素の吸蔵と放出を行った場合に、1.3 質量％以上とい
う大きな有効水素吸蔵量を与えるので、所定量の水素を
貯蔵するのに必要な水素吸蔵合金の量を低減させること
ができ、装置を小型化することができる。また、水素の
吸蔵と放出もすばやく起こる。さらに、CaとMgを多く含
むため軽量で、低コストの合金であるので、大量使用に
適している。
水素の吸蔵と放出を行った場合に、1.3 質量％以上とい
う大きな有効水素吸蔵量を与えるので、所定量の水素を
貯蔵するのに必要な水素吸蔵合金の量を低減させること
ができ、装置を小型化することができる。また、水素の
吸蔵と放出もすばやく起こる。さらに、CaとMgを多く含
むため軽量で、低コストの合金であるので、大量使用に
適している。
【００４３】
【実施例】Ca、Mg、Ni、ならびに場合によりAlもしくは
Crを原料として、次に述べるように、焼結法または溶解
法により水素吸蔵合金の試料を作製した。使用原料はい
ずれも純度99質量％以上の市販品であった。焼結法と溶
解法のいずれも、作業はすべてアルゴン雰囲気中で実施
した。
Crを原料として、次に述べるように、焼結法または溶解
法により水素吸蔵合金の試料を作製した。使用原料はい
ずれも純度99質量％以上の市販品であった。焼結法と溶
解法のいずれも、作業はすべてアルゴン雰囲気中で実施
した。
【００４４】焼結法による水素吸蔵合金試料の作製 原料を所定組成となるように秤量配合し、乳鉢で粉砕し
て、粒径100 μｍ以下の混合粉末を得た。この混合粉末
を、100 kgf/cm2 の荷重の油圧プレスを用いて、直径10
mm ×厚さ５mmのペレット状に成形し、圧粉体とした。
得られた圧粉体を、電気抵抗炉を用いて900 ℃で２時間
加熱して焼結させ、合金化した。得られた焼結体を、粒
径100 μｍ以下の粉末になるまで乳鉢で粉砕した。
て、粒径100 μｍ以下の混合粉末を得た。この混合粉末
を、100 kgf/cm2 の荷重の油圧プレスを用いて、直径10
mm ×厚さ５mmのペレット状に成形し、圧粉体とした。
得られた圧粉体を、電気抵抗炉を用いて900 ℃で２時間
加熱して焼結させ、合金化した。得られた焼結体を、粒
径100 μｍ以下の粉末になるまで乳鉢で粉砕した。
【００４５】この粉末を用いて、成形、焼結、粉砕の工
程をもう一度繰り返して、粉末状の水素吸蔵合金の試料
を得た。各組成の粉末を湿式化学分析して、試料中の各
元素の比率を求めた結果、焼結中に揮発した元素はな
く、所望の合金組成となっていることを確認した。
程をもう一度繰り返して、粉末状の水素吸蔵合金の試料
を得た。各組成の粉末を湿式化学分析して、試料中の各
元素の比率を求めた結果、焼結中に揮発した元素はな
く、所望の合金組成となっていることを確認した。
【００４６】溶解法による水素吸蔵合金試料の作製 原料を所定組成となるように秤量配合し、タンタルルツ
ボに入れて高周波誘導炉内で1250℃に加熱して溶解した
後、ルツボを室温まで冷却して、水素吸蔵合金の鋳塊を
得た。この鋳塊を800 ℃で２時間熱処理し、室温に冷却
してから、粒径100 μｍ以下の粉末になるまで乳鉢で粉
砕して、粉末状の水素吸蔵合金粉末の試料を得た。この
試料についても、上と同様に元素分析を行ったところ、
溶解および熱処理中に揮発した元素はなく、所望の合金
組成になっていた。
ボに入れて高周波誘導炉内で1250℃に加熱して溶解した
後、ルツボを室温まで冷却して、水素吸蔵合金の鋳塊を
得た。この鋳塊を800 ℃で２時間熱処理し、室温に冷却
してから、粒径100 μｍ以下の粉末になるまで乳鉢で粉
砕して、粉末状の水素吸蔵合金粉末の試料を得た。この
試料についても、上と同様に元素分析を行ったところ、
溶解および熱処理中に揮発した元素はなく、所望の合金
組成になっていた。
【００４７】こうして作製した水素吸蔵合金の組成と作
製法を表１に示す。表１に示した各水素吸蔵合金の試料
の組織をＸ線回折により調べた結果、CaサイトのMg置換
率[B／(A＋B)] の値が0.55未満の合金は、CaNi3 のBe3N
b 型結晶構造のほぼ単相であることが判明した。このMg
置換率の値が0.55以上であると、Be 3Nb 型結晶構造ピー
クに加えて、MgNi2 のピークが現れ、第２相が生成して
いることがわかった。
製法を表１に示す。表１に示した各水素吸蔵合金の試料
の組織をＸ線回折により調べた結果、CaサイトのMg置換
率[B／(A＋B)] の値が0.55未満の合金は、CaNi3 のBe3N
b 型結晶構造のほぼ単相であることが判明した。このMg
置換率の値が0.55以上であると、Be 3Nb 型結晶構造ピー
クに加えて、MgNi2 のピークが現れ、第２相が生成して
いることがわかった。
【００４８】以上を確認した上で、ジーベルト方式の水
素吸蔵量測装置を用いて、表１に示す条件で水素吸蔵量
Ｖ１およびＶ２を測定して、 (Ｖ１−Ｖ２) の値として
有効水素吸蔵量Ｖを求めた。これらのＶ１、Ｖ２、Ｖの
値も表１に併せて示す。
素吸蔵量測装置を用いて、表１に示す条件で水素吸蔵量
Ｖ１およびＶ２を測定して、 (Ｖ１−Ｖ２) の値として
有効水素吸蔵量Ｖを求めた。これらのＶ１、Ｖ２、Ｖの
値も表１に併せて示す。
【００４９】
【表１】 表１から、合金の組成によって、Ｖ１およびＶ２の値は
さまざまに変化するが、Ｖ１−Ｖ２として算出される有
効水素吸蔵量Ｖは、水素吸蔵合金が本発明の範囲内の組
成を持つ場合に1.3 質量％以上と大きくなり、本発明の
水素吸蔵合金は実際に活用できる有効水素吸蔵量が大き
く、実用性が高いことがわかる。合金の製法が焼結法と
溶解法のいずれであっても、有効水素吸蔵量Ｖが大きい
という本発明の効果は得られる。
さまざまに変化するが、Ｖ１−Ｖ２として算出される有
効水素吸蔵量Ｖは、水素吸蔵合金が本発明の範囲内の組
成を持つ場合に1.3 質量％以上と大きくなり、本発明の
水素吸蔵合金は実際に活用できる有効水素吸蔵量が大き
く、実用性が高いことがわかる。合金の製法が焼結法と
溶解法のいずれであっても、有効水素吸蔵量Ｖが大きい
という本発明の効果は得られる。
【００５０】実施例と比較例を対比するとわかるよう
に、Mg置換率が0.4 であるNo.1の実施例の合金では、有
効水素吸蔵量Ｖが1.43質量％と大きいのに対し、このMg
置換率を0.35に低減したNo.14 の比較例の合金では有効
水素吸蔵量Ｖが1.18質量％と実施例のものより小さくな
った。一方、Mg置換率が0.6 を超えたNo.13 の合金は有
効水素吸蔵量Ｖが0.87質量％と非常に小さいものであっ
た。
に、Mg置換率が0.4 であるNo.1の実施例の合金では、有
効水素吸蔵量Ｖが1.43質量％と大きいのに対し、このMg
置換率を0.35に低減したNo.14 の比較例の合金では有効
水素吸蔵量Ｖが1.18質量％と実施例のものより小さくな
った。一方、Mg置換率が0.6 を超えたNo.13 の合金は有
効水素吸蔵量Ｖが0.87質量％と非常に小さいものであっ
た。
【００５１】残りの比較例の水素吸蔵合金のＸ線回折に
よる構造解析の結果、NiサイトのＭ金属(Cr)置換率[D／
(C＋D)] が本発明で規定する上限の0.20を超えたNo.14
の合金では、CaNi3 のBe3Nb 型結晶構造のピークに加
え、第２相としてCaNi2 型のピークが現れた。Caサイト
とNiサイトの比 [(C＋D)／(A＋B)] が小さすぎるNo.15
の合金でも、第２相としてCaNi2 型のピークが現れ、こ
の比が大きすぎるNo.16の合金では、CaNi3 のBe3Nb 型
結晶構造のピークに加えて、NiとMgNi2 型のピークが現
れた。これらの比較例の合金も、いずれも有効水素吸蔵
量Ｖが小さくなった。
よる構造解析の結果、NiサイトのＭ金属(Cr)置換率[D／
(C＋D)] が本発明で規定する上限の0.20を超えたNo.14
の合金では、CaNi3 のBe3Nb 型結晶構造のピークに加
え、第２相としてCaNi2 型のピークが現れた。Caサイト
とNiサイトの比 [(C＋D)／(A＋B)] が小さすぎるNo.15
の合金でも、第２相としてCaNi2 型のピークが現れ、こ
の比が大きすぎるNo.16の合金では、CaNi3 のBe3Nb 型
結晶構造のピークに加えて、NiとMgNi2 型のピークが現
れた。これらの比較例の合金も、いずれも有効水素吸蔵
量Ｖが小さくなった。
【００５２】
【発明の効果】本発明に係る水素吸蔵合金は、従来材で
あるMmNi5 型水素吸蔵合金に比べて、軽量かつ低価格で
あり、温水を加熱源とした場合に使い勝手のよい、常温
〜100℃、大気圧〜1.0 MPa の範囲での有効水素吸蔵量
がこの従来材以上に大きいので、実用に適した水素吸蔵
合金である。従って、本発明の水素吸蔵合金は、水素燃
料電池の水素供給源である水素貯蔵容器や、ヒートポン
プ、蓄熱等の用途に有用である。また、水素吸蔵時に冷
媒が不要であり、水素放出時には廃温水を利用できるの
で、環境問題に有利に対応できる。
あるMmNi5 型水素吸蔵合金に比べて、軽量かつ低価格で
あり、温水を加熱源とした場合に使い勝手のよい、常温
〜100℃、大気圧〜1.0 MPa の範囲での有効水素吸蔵量
がこの従来材以上に大きいので、実用に適した水素吸蔵
合金である。従って、本発明の水素吸蔵合金は、水素燃
料電池の水素供給源である水素貯蔵容器や、ヒートポン
プ、蓄熱等の用途に有用である。また、水素吸蔵時に冷
媒が不要であり、水素放出時には廃温水を利用できるの
で、環境問題に有利に対応できる。
【図１】有効水素吸蔵量Ｖの概念を示す圧力−組成等温
線図である。
線図である。
【図２】CaA MgB Ni3 の組成を有する水素吸蔵合金にお
いて、CaサイトのMg置換率[B／(A＋B)] が0.3 および0.
5 である場合の温度100 ℃での圧力−組成等温線図を示
す。
いて、CaサイトのMg置換率[B／(A＋B)] が0.3 および0.
5 である場合の温度100 ℃での圧力−組成等温線図を示
す。
【図３】CaA MgB Ni3 の組成を有する水素吸蔵合金にお
いて、CaサイトのMg置換率[B／(A＋B)] が0.5 、0.55、
および0.65である場合の、温度20℃での圧力−組成等温
線図を示す。
いて、CaサイトのMg置換率[B／(A＋B)] が0.5 、0.55、
および0.65である場合の、温度20℃での圧力−組成等温
線図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米村 光治 兵庫県尼崎市扶桑町１番８号 住友金属工 業株式会社エレクトロニクス技術研究所内 Ｆターム(参考） 3E072 EA10 5H027 AA02 BA14 KK01 KK41
Claims (6)
- 【請求項１】 下記一般式(1) で表される組成を有す
る、温度０〜50℃、水素圧力 0.5〜1.1 MPa の条件下で
水素を吸蔵させ、温度60℃〜水の沸点、水素圧力0.01〜
0.3 MPa の条件下で水素を放出させるための水素吸蔵合
金。 CaA MgB NiC ＭD ・・・ (1) 上記式中、 ＭはAl、Si、Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、CuおよびZnから選ん
だ少なくとも１種の元素であり、 3.0 ≦(C＋D)／(A＋B)≦ 3.2、 0.4 ≦ B／(A＋B)≦ 0.6、 0 ≦ D／(C＋D)≦ 0.2。 - 【請求項２】 (1) 式において0.5 ≦ B／(A＋B)≦ 0.6
である、請求項１記載の水素吸蔵合金。 - 【請求項３】 水素貯蔵手段として使用される請求項１
または２記載の水素吸蔵合金。 - 【請求項４】 熱−化学エネルギー変換手段として使用
される請求項１または２記載の水素吸蔵合金。 - 【請求項５】 下記一般式(1) で表される組成を有す
る、水素燃料電池用の水素吸蔵合金。 CaA MgB NiC ＭD ・・・ (1) 上記式中、 ＭはAl、Si、Ｐ、Cr、Mn、Fe、Co、CuおよびZnから選ん
だ少なくとも１種の元素であり、 3.0 ≦(C＋D)／(A＋B)≦ 3.2、 0.4 ≦ B／(A＋B)≦ 0.6、 0 ≦ D／(C＋D)≦ 0.2。 - 【請求項６】 (1) 式において0.5 ≦ B／(A＋B)≦ 0.6
である、請求項５記載の水素吸蔵合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000127543A JP2001303160A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 水素吸蔵合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000127543A JP2001303160A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 水素吸蔵合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001303160A true JP2001303160A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18637126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000127543A Withdrawn JP2001303160A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 水素吸蔵合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001303160A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003072838A1 (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | Hera, Hydrogen Storage Systems Inc. | Ca, Mg AND Ni CONTAINING ALLOYS, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND USE THEREOF FOR GAS PHASE HYDROGEN STORAGE |
| EP1511099A1 (en) * | 2003-08-26 | 2005-03-02 | HERA, Hydrogen Storage Systems, Inc. | Ca, Mg and Ni containing alloys, method for preparing the same and use thereof for gas phase hydrogen storage |
| US7811957B2 (en) | 2002-06-25 | 2010-10-12 | Alicja Zaluska | Type of catalytic materials based on active metal-hydrogen-electronegative element complexes involving hydrogen transfer |
| JP2015049938A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 接点装置 |
| US10102991B2 (en) | 2013-08-29 | 2018-10-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Contact apparatus |
-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000127543A patent/JP2001303160A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003072838A1 (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | Hera, Hydrogen Storage Systems Inc. | Ca, Mg AND Ni CONTAINING ALLOYS, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND USE THEREOF FOR GAS PHASE HYDROGEN STORAGE |
| US7811957B2 (en) | 2002-06-25 | 2010-10-12 | Alicja Zaluska | Type of catalytic materials based on active metal-hydrogen-electronegative element complexes involving hydrogen transfer |
| EP1511099A1 (en) * | 2003-08-26 | 2005-03-02 | HERA, Hydrogen Storage Systems, Inc. | Ca, Mg and Ni containing alloys, method for preparing the same and use thereof for gas phase hydrogen storage |
| JP2015049938A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 接点装置 |
| US10102991B2 (en) | 2013-08-29 | 2018-10-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Contact apparatus |
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