JP2002524819A

JP2002524819A - 水素貯蔵合金の粉末生成方法

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Publication number: JP2002524819A
Application number: JP2000568131A
Authority: JP
Inventors: クウォヤング、; マイケルエイ．フェトチェンコ、
Original assignee: オヴォニックバッテリーカンパニーインコーポレイテッド
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2002-08-06
Also published as: BR9913256A; KR20010072973A; EP1114477A4; MX220712B; EP1114477A1; CN1328706A; CA2339200A1; MXPA01002052A; US6120936A; AU5586399A; WO2000013244A1

Abstract

(57)【要約】更なる機械的処理を必要としないで、水素貯蔵合金粉末を形成する方法。合金粉は、再充電可能水素貯蔵電池の負極材料としての用途に適合していることもある。この方法は、粒子の９０％が平均寸法で２５０ミクロン未満になるような粉末を形成するように、水素貯蔵合金内の水素濃度を制御する工程を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は、電気化学的水素貯蔵材料の製造に関する。更に詳しくは、本発明は
、例示が目的であって限定するものではないが、最充電可能電気化学的電池用の
負極材料としての用途に適した、水素貯蔵合金材料の粉末を形成する改善された
方法に関する。

【０００２】（発明の背景）水素を可逆的に、電気化学的に貯蔵できる負極を利用する電気化学的電池は、
この技術分野で周知である。このような再充電可能電気化学的電池は、水素貯蔵
合金から形成される負極を利用し、このような負極水素貯蔵合金の一例は、遷移
金属が主成分の合金である。電気化学的電池は、典型的にはニッケル水酸化物か
ら形成される正極を、同様に採用する。この種の再充電可能電気化学的電池は、
ニッケル水酸化物正極、及び負極に用いられる金属の水素化物としての本性に因
んで、一般に "ニッケル金属水素化物電池”（ＮｉＭＨ）と呼ばれる。

【０００３】電解液とＮｉＭＨ電池の金属水素化物負極との間に電位が付加されると、負極
（Ｍ）は水素の電気化学的吸収及び水酸基イオンの電気化学的放出によって充電
される： M + H₂O ＋ e^- −＞Ｍ-Ｈ＋ＯＨ^- （充電）放電に際しては、負極材料が貯蔵している水素を開放し、水分子を生成して水
酸基イオンを消費する： M-H + OH^- -> M＋H₂O＋e^- (放電）反応は可逆的である。

【０００４】電解液とニッケル水酸化物正極との間に電位が付加されると、電極は水素を開
放して水分子を形成し一つの水酸基イオンを消費する： Ni(OH)₂+ OH^- -> NiOOH + H₂O + e^- （充電）正極の放電は、水酸基イオンの電気化学的放出によって特徴付けられる： NiOOH + H₂O +e^--> Ni(OH)₂+ OH^- （放電）これらの反応も可逆的である。

【０００５】電気化学的再充電可能水素貯蔵負極を利用する電池は、在来の二次電池を越え
る重要な利点を提供する。再充電可能水素貯蔵負極は、鉛酸電池の鉛負極又はＮ
ｉＣｄ電池のカドミウム負極よりも、著しく高い比充電容量（単位質量当たりの
アンペア時、及び単位体積当たりアンペア時）を与える。高い比充電容量の結果
として、ＮｉＭＨ貯蔵電池では従来技術の装置よりも高い密度（単位質量当たり
のワット時、又は単位体積当たりのワット時）が可能で、ＮｉＭＨ貯蔵電池を特
に多くの民生用用途に適したものとしている。

【０００６】高密度エネルギー貯蔵は、効率的で且つ経済的な電池応用性に要求される、可
逆的水素貯蔵特性を著しく改善するように適合できるような、不規則材料を提供
することによって達成できる。水素貯蔵負極に不規則材料を用いる電池は、ここ
に参考にして取り入れてある、Ｓａｐｒｕ氏他に「再充電可能電池及びそれに用
いる電極」に対して与えられ、共有譲渡された米国特許番号４，６２３，５９７
号に開示されている。不規則材料は、水素吸収及び脱着の著しい改善をもたらす
貯蔵及び触媒活性サイトの密度を、実質的に増大させるように設計される。不規
則材料は、成分原子及びそれらの軌道の三次元的相互作用を変化させることによ
って生ずる、独特な電子配置を持つように設計される。不規則性は、結晶対称性
によって相互作用の自由度が制限されないという、原子の組成的及び並進的関係
から来ている。

【０００７】ここに参考にして取り入れてある、Ｓａｐｒｕ、Ｈｏｎｇ、Ｆｅｔｃｅｎｋｏ
、Ｖｅｎｋａｔｅｓａｎの諸氏に「水素貯蔵材料及びその電気化学的応用のため
の分級及び調整」に対して与えられ、共有譲渡された米国特許第４，５５１，４
００号において、水素化物化−脱水素化物化細粉化処理が最初に、水素貯蔵合金
材料の塊状鋳塊の初期段階での寸法微細化に対して開示された。'４００特許は
、約１００と２０００ｐｓｉの間の水素ガス圧で水素化が行なわれる、細粉化処
理について教示している。約２００ｐｓｉを越える水素ガス圧が、Ｓａｐｒｕ氏
他の場合、室温で水素化物を形成するのに必要であった。これらの条件は材料の
組成及びその幾何学的寸法に依存している。

【０００８】負極に適した活性材料も '４００特許に開示されている。そこに説明されてい
る材料は水素化物を可逆的に形成することにより水素を貯蔵する。Ｓａｐｒｕ氏
他の材料は、以下の組成を有する： (ＴｉＶ_2-xＮｉ_x)_1-yＭ_y ここで、０．２≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦０．２、及びＭ＝Ａｌ又はＺｒ；Ｔｉ_2-xＺｒ_xＶ_4-yＮｉ_y ここで、０．２≦ｘ≦１．５、０．６≦ｙ≦３．５、；及びＴｉ_1-xＣｒ_xＶ_2-yＮｉ_y ここで、０≦ｘ≦０．７５、０．２≦ｙ≦１．０、である。

【０００９】これらの材料及び製法に付いての更なる説明は、米国特許番号４，５５１，４
００号を参考にするのがよいだろう。

【００１０】選ばれた元素は、望ましい局所的な化学的環境を生成するような軌道間での相
互作用によって、不規則性を更に修正するのに利用することが出来る。

【００１１】その他の負極用に適した材料は、ここに参考にして取り入れてある、Ｖｅｎｋ
ａｔｅｓａｎＲｅｉｃｈｍａｎ及びＦｅｔｃｅｎｋｏ氏に「電荷保持力を高めた
電気化学的水素貯蔵合金、及び電荷保持力を高めた電気化学的電池」に対して与
えられ、共有譲渡された米国特許第４，７２８，５８６号に開示されている。上
で参照したＶｅｎｋａｔｅｓａｎ氏他の '５８６特許に説明されているように、
特に望ましい水素貯蔵合金の一つの組は、チタン、バナジウム、ジルコニウム、
及びニッケル、並びに銅、鉄、マンガン、コバルト、及びクロムから成る群から
選んだ少なくとも一つの改質元素を含有している。Ｖｅｎｋａｔｅｓａｎ氏他が
説明した望ましい合金は、チタン、バナジウム、ジルコニウム、ニッケル、及び
クロムの合金で、特に以下の式で現わされる組成を有する合金である： (Ｔｉ_2-xＺｒ_xＶ_4-yＮｉ_y)_1-zＣｒ_z ここで、ｘは０．０と１．５の間、ｙは０．６と３．５の間、ｚは０．２０未
満の有効量である。

【００１２】ここに参考にして取り入れてある、Ｆｅｔｃｅｎｋｏ氏他に、「ニッケル金属
水素化物電池用の電気化学的水素貯蔵合金」に対して与えられ、共有譲渡された
米国特許第５，５３６，５９１号は、触媒活性及び伝導度の著しい増大につなが
る、ニッケル領域発生頻度が著しく増加した改良水素貯蔵合金を開示している。
'５９１特許は、ニッケル富化領域の発生頻度を増大させる二つの方法を開示し
ている。一つの方法は、ニッケル富化領域を残して酸化物がエッチングで除去さ
れるような表面領域を有する合金の組成を特別に決めることである。第二の方法
は、最初に電気化学的水素貯蔵合金の組成を決定し、エッチング時にニッケル富
化領域を残して腐食される成分を含むように組成を決めた、第二の合金をそれに
合金化させることから成っている。'５９１特許に開示された好ましい合金は、(
基本合金)_aＣｏ_bＭｎ_cＦｅ_dＳｎ_eであり、ここで基本合金は０．１から６０原子
パーセントのＶ、０．１から５７原子パーセントのＮｉ、０から５６原子パーセ
ントのＣｒから成り；ｂは０から７．５原子パーセント；ｃは１３から１７原子
パーセント；ｄは０から３．５原子パーセント；ｅは０から１．５原子パーセン
ト；で、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００原子パーセントである。

【００１３】改質材の添加による局所的な化学的構造的規則性の僅かな変化が、水素貯蔵合
金を取り入れた負極の電気化学的性質に、著しい影響を及ぼす。改質された、多
成分系、多相、可逆的電気化学的水素貯蔵合金が、ここに参考にして取り入れて
ある、Ｆｅｔｃｅｎｋｏ氏に「電気化学的電池用触媒型水素貯蔵電極材料、及び
それを用いた電気化学的電池」に対して与えられ、共有譲渡された米国特許第５
，０９６，６６７号に開示されている。'６６７特許に開示された発明は、Ｔｉ
−Ｖ−Ｚｒ−Ｎｉ型構造における、個別の金属置換材の添加による化学量論組成
の僅かな変化が、改良された性質をもたらすことを教示している。この発明によ
れば、以下の一つ以上の項目が実行可能である：繰り返し寿命の増加；比容量の
増加；種々の放電速度における中間点電圧の向上；種々の放電速度における成極
の低減；低温比容量の増加；低温中間点電圧の向上；低温成極の低減；又は自己
放電率の減少。

【００１４】水素貯蔵合金は、まず溶湯から塊状鋳塊として形成される。水素貯蔵合金の製
造法は、ここに参考にして取り入れてある、Ｆｅｔｃｅｎｋｏ、Ｓｕｍｍｅｒ、
及びＬａＲｏｃｃａ氏に「水素貯蔵材料の合金調製」に対して与えられ、共有譲
渡された米国特許第４，９４８，４２３号に開示されている。上述の合金を利用
する水素貯蔵負極は、比較的高い硬度である。実際、これらの合金はロックウェ
ル"Ｃ"硬度（"Ｒｃ"）で４５から６０を示すのが普通である。更に、高容量電気
化学的性能に必要な、単位体積及び単位質量当たりの大きな表面積を得るために
は、合金は微細粒子の形状でなければならない。好ましい実施例においては、水
素貯蔵合金粉末は、２００米国メッシュ篩を通らなければならず、寸法は７５ミ
クロン未満である（２００米国メッシュ篩は、約７５ミクロンの隙間を有する）
。それ故、得られた水素貯蔵合金は、例えば、破砕、磨砕、粉砕、又は同様な方
法で、水素貯蔵材料が電極形状に作製される前に細粉化される。

【００１５】上述の材料が非常に硬いので、均一な寸法や形の粒子に簡単に破壊しないので
、水素貯蔵合金材料の塊状鋳塊の細粉化は一層困難になっている。開示内容がこ
こに参考にして取り入れてある、Ｆｅｔｃｅｎｋｏ、Ｋａａｔｚ、Ｓｕｍｍｅｒ
、及びＬａＲｏｃｃａ氏に「金属水素化物水素貯蔵材料の水素細粉化用水素化物
反応装置」に対して与えられ、共有譲渡された米国特許第４，８９３，７５６号
では、水素化物−脱水素化物繰り返し細粉化法が、約８０−１００メッシュの片
状粉への水素貯蔵合金材料の塊状鋳塊の最初の寸法微細化に対して、開示されて
いる。この方法は水素貯蔵合金の最初の寸法微細化には効果的であるが、微粒の
水素貯蔵合金粉末を更に必要な粒度の７５ミクロン以下（即ち２００メッシュ以
下）にまで細粉化する仕事には不十分である。凡そ２００−４００メッシュの粒
度分布が、金属水素化物水素貯蔵電気化学的電池の負極の材料の、その他の粒度
に比べて優れた性能をもたらすことが実験的に決定されている。

【００１６】金属水素化物材料の経済的な寸法微細化法を供給するという目的が達成できる
方法であれば、どのような方法でも商業的処理法の潜在的候補である。しかし、
特別な取り扱い、器具の操作法、及びその他の注意事項を必要とする数多くの材
料特性が存在する。それらの特性は以下の項目を含む：（１）本質的な合金粉末
の硬さ、即ち、約ロックウェル"Ｃ"（"Ｒｃ"）硬さ６０。このことは、ボール・
ミル、ハンマー・ミル、シュレッダー、流体エネルギー、円板アトライターのよ
うな、剪断、研磨、ある種の衝撃機構である従来の寸法微細化法はあまり有効で
はないことを意味する；（２）酸化に対する感受性、安全な環境を提供し満足で
きる電気化学的性能を維持するために、不活性雰囲気下で細粉化は行なわれなけ
ればならない；（３）電気化学的活性度に必要な特別の結晶構造の必要性、即ち
、材料の微細組織は、粉砕時又は溶湯から直接粉末を生産するためのアトマイジ
ング中に、広範囲に変化させることは出来ない；及び（４）最大粒度７５ミクロ
ン（２００メッシュ）の広い粒度分布の必要性、最適充填密度及び電気化学的到
達可能性をもたらす。

【００１７】水素貯蔵合金材料の寸法微細化方法を提供するための過去の試みは、水素貯蔵
合金材料の極端な硬さのために不十分であることが分かった。ジョー・クラッシ
ャー、機械的アトライター、ボール・ミル、及び流体エネルギー・ミル、などの
装置を採用する従来の寸法微細化技術は、このような水素貯蔵材料寸法を経済的
に微細化することに、確実に失敗する。粉砕及び破砕技術も、水素貯蔵合金材料
の鋳塊を中間粒度（即ち１０−１００メッシュ）にする最初の微細化に対して不
十分であることが分かった。

【００１８】金属粉を調製するには多くの方法がある。考慮している合金はある段階で溶融
しているので、ある人は粉末を直接調製するために、液体の超音波攪拌又は遠心
アトマイジングを考えるかも知れない。費用と収量がこの手法を用いる上での二
大関心事である。粒形も最適ではない。最後に、完全に不活性な雰囲気を供給す
ることが困難なので、電気化学的観点から望ましくない表面層が、微粉上に形成
されることがある。

【００１９】寸法微細化を容易にするために液体窒素に浸漬するなどの方法で水素貯蔵合金
を脆化させる試みは、以下の理由から不十分である：（１）材料が十分に脆化さ
れない；（２）これらの方法は一般に、合金中へ水素貯蔵合金の電気化学的性質
に好ましくない影響を与える脆化材を導入する；及び（３）材料が更に脆くなる
と均一な粒度分布を得るのがますます難しくなる。金属を脆化させるその他の方
法が、例えばＢｒｏｗｎ氏に与えられたカナダ国特許第５３３，２０８号に開示
されている。しかし、Ｂｒｏｗｎ氏は、バナジウム金属（金属水素化物貯蔵材料
の一成分）を水素ガスで処理することの多くの欠点を確認している。Ｂｒｏｗｎ
氏は、陰極充電を寸法微細化技術として採用している。

【００２０】水素貯蔵材料は、その本来の高い材料硬度のために、機械的寸法微細化技術は
受け入れない。しばしば、粉砕メディアの著しい磨損が観察される。たとえこの
ような機械的技術を使用することを決めても、材料が粉砕するのが難しいもので
あるため、望ましい粒度範囲を達成することは困難である。規定した最高値の直
下の粉末の高い割合での存在が、しばしば観察される。亦、粉砕法は例外なく低
い収量となる要因を有している、即ち、粉末水素貯蔵合金の供給原料の容認でき
ないほど高い割合が寸法超過であった。Ｗｏｌｆｆ、Ｎｕｓｓ、Ｆｅｔｃｅｎｋ
ｏ、Ｌｉｊｏｉ、Ｓｕｍｍｅｒ、Ｌａｒｏｃｃａ、及びＫａａｔｚ氏に「細粉化
された水素貯蔵合金負極材料の連続製造法」に対して与えられ、共有譲渡された
米国特許第４，９１５，８９８号において、金属水素化物微粉製造の改善された
細粉化法が、水素化物化−脱水素化の繰り返しと、その後の衝撃の繰り返しによ
り達成された。これは優れた寸法微細化方法であるが、この方法は、最終粒度微
細化が粉末材料を衝撃ブロックに発射することによって達成されるという点で、
本質的に機械的なものを部分的にではあるが残しているため、各装入一回分毎に
ローター室を清掃する必要がある。更に、部品の寿命が、水素貯蔵材料材料の硬
さのために、短い。明らかに、水素化物化の後の寸法微細化工程が如何なるもの
であれ、追加される操作、材料の移動、設備資本、処理エネルギー及びガスの結
果として、複雑さ及び費用が追加される。

【００２１】従って、この技術分野において、水素化物化／脱水素化物化工程に続く機械的
処理を必要としないで、水素貯蔵合金の粉末を形成する改善された方法に対する
必要性が存在する。

【００２２】（発明の要約）本発明は、水素貯蔵合金の粉末を、それ以上の機械的処理を必要としないで、
形成する新しい方法を提供する。合金粉末は、再充電可能電気化学的水素貯蔵電
池の負極材料としての用途に適合されることがある。亦、熱的水素貯蔵への応用
に使用されることもある。

【００２３】試験結果は、水素化物処理によって形成された水素貯蔵合金の粉末歩留が、三
つの基本因子の結果であることを示している：（１）水素化温度；（２）水素圧
力；及び（３）使用可能容積と比較した水素化物化される合金量（充填率）。圧
力−濃度等温図（ＰＣＴ）の研究から、水素貯蔵合金内の水素濃度は、水素の平
衡圧力及び合金温度両者の既知の正確な関数である。三つの因子をＰＣＴの情報
と結びつけることにより、粒度分布は実際に吸収された水素の量の関数であるこ
とが結論づけられる。

【００２４】水素圧力と合金温度を注意深く選択することによって、粉末収量は合金内に吸
収された水素の関数として制御できる。与えられた水素圧力に対して、合金温度
、以下 "水素化温度”と呼ぶは、水素化処理が所定の粉末収量を与える温度とし
て決定される。

【００２５】この方法は、反応容器に水素貯蔵合金を供給する工程を含む。残留空気を反応
容器から除去し、反応容器内へ水素ガスを導入する。水素化処理中に発生する熱
を除去し、水素貯蔵合金を水素化温度まで冷却する。

【００２６】水素貯蔵合金は、粒子の９０％が２５０ミクロンより小さい粒度範囲を有する
粉末をもたらすように、水素貯蔵合金中の水素濃度が制御された水素化温度で水
素化される。

【００２７】本発明のこれら及びその他の目的並びに利点は、ここで説明する詳細な説明、
図面、特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【００２８】（発明の詳細な説明）本発明は、水素貯蔵合金の粉末を、引き続いての機械的寸法微細化処理を必要
としないで、形成する新しい方法を提供する。現状の水素貯蔵合金材料製造法は
、望みの組成の鋳塊を形成する前駆体原材料を溶解すること、引き続く水素化物
工程、脱水素化物工程、及びその次の熱的又は電気化学的応用に適合された適切
な粒度の粉末を生成する機械的粉砕操作から構成される。

【００２９】合金の合成が水素貯蔵合金製造の第一の工程である。合金の合成は前駆体材料
の選択から始まる。水素貯蔵合金の合成に一般に採用される材料は、上で述べた
'５８６特許に開示されており、限定されるわけではないが、チタン、ジルコニ
ウム、バナジウム、ニッケル、及びクロム、並びにそれらの熱分解性化合物を含
む。他にも塊状水素貯蔵合金を形成する適切な方法があるけれども、前に参考に
して取り入れた、米国特許第４，９４８，４２３が、このような合金の一つの調
製方法を開示している。普通鋳塊と呼ばれる塊状水素貯蔵合金を調製した後で、
合金は更に処理されねばならない。

【００３０】水素貯蔵合金を再充電可能電気化学的電池の負極材料などの用途に適合させる
ためには、鋳塊は、ここで粉末と呼ぶ、粒度が約７５μｍ未満の微細粒子にまで
、寸法が微細化されねばならない。粉末収量は、単位体積当たりの特定の粒度範
囲内にある形成粒子の百分率である。本発明の目的に対しては、２００米国メッ
シュ（約７５μｍ）篩を粒子が通ることが、電気化学的用途に適した粒度になる
ために要求される。２００メッシュ篩を通る粒子の百分率が粉末収量を表わす。
鋳塊を粉末まで微細化する工程を一般に "細粉化”と呼ぶ。水素貯蔵材料の優れ
た細粉化方法は、水素化（同義語として "水素化物化”とも呼ばれる）である。

【００３１】水素化法はＯｖｏｎｉｃＢａｔｔｅｒｙ社で開発され、現状の粒子微細化の
最初の工程である。水素化のあとで、水素貯蔵合金から水素を除去するために、
脱水素化（同義語として "脱水素化物化”とも呼ばれる）工程を完了させる。し
かし、水素化／脱水素化工程完了後の粒度分布は最適値ではなく、更に処理する
ことが必要である。鋳塊の硬さ、Ｒｃ４０から６５以上のために、従来法の粉砕
又は破砕は困難である。

【００３２】水素貯蔵合金は、更に粉砕及び分級工程により処理される。合金の発火性の性
質は、粉砕操作を行なうときに注意を要する。粉砕装置も、装入一回分毎に粉砕
装置内に残っている粉末を除去するために、清掃しなければならない。更に装置
内の部品も、合金の硬さに起因する摩滅のためにしばしば取り替える必要がある
。それ故、これらの追加の処理工程が、重大な安全及び費用の問題を発生する。

【００３３】本発明は、粒子状材料の引き続く機械的処理の必要性を排除する、改善された
水素化処理による粉末形成法である。本発明の目的に対する "機械的処理”は、
粉砕、破砕、衝撃又は同種の全ての処理法を意味し、ジョー・クラッシャ、機械
的アトライター、ボールミル、流体エネルギーミル、衝撃ミルなどの装置を採用
する方法を包含する。材料の内部応力破壊も、時に "機械的破壊”と呼ばれるが
、 "機械的処理”という言葉は、合金に作用する外的な処理を意味しており、内
部応力破壊のような、処理の結果、を意味する意図はない。

【００３４】水素化工程は、水素貯蔵合金の鋳塊を反応容器内におくことから始まる。反応
容器は封止され、空気が水素合金と反応するのを防ぐために、残留空気が排除さ
れる。反応容器から空気を排除する一つの方法は、反応容器内の圧力を真空ポン
プで引いて低下させることであり、３時間又はそれ以上かかる。もう一つの空気
を除去する方法は、不活性ガスを反応容器内に導入して、反応容器及び水素貯蔵
合金から空気を "洗い流す”ことである。反応容器の中身から残留空気を排除す
る上述の方法は、説明目的のための例であって限定目的のものではなく、反応容
器から残留空気を除去するのに如何なる方法を採用しても良い。反応容器から残
留空気が排除された後、水素化工程が始まることになろう。

【００３５】水素化工程は、適切な温度、圧力、及び時間条件下で、鋳塊の入った反応室内
へ水素ガスを導入する。水素化の原理は、水素貯蔵合金の水素貯蔵能力を利用し
て合金を破壊させることである。鋳塊が水素を吸収するにつれて、合金中の素地
格子構造が水素を収容するために膨張する。格子構造が膨張すると、合金内に内
部応力が発生し、鋳塊が非常に小さい粒子に破壊して、吸着によって生じた応力
を軽減する。水素化工程が完了すると、非常に小さい粒子が形成される。

【００３６】水素化工程は、水素ガスの鋳塊による吸着と同時にすぐ始まる。水素化物化の
程度を評価する一つの方法は、使用された水素の量を監視することである。使用
された水素の量は、容器中に導入された既知の水素量と、真空排気によって排除
された測定量の間の差である。水素が反応容器中に導入されると、水素化物生成
反応の発熱的本性（水素ガスの１ｍｏｌ当たり約１０Ｋｃａｌ）に起因して、容
器内の温度が上がる。容器は温度上昇を制御するために冷却されることがある。
冷却しないで実施された水素化物化反応は、１５０℃を越える粉末温度をもたら
した。

【００３７】本発明の新しい方法は、多くの適切な活性材料にも採用されるであろう。この
ような活性材料の一例は、ここに参考にして取り入れてある、Ｏｖｓｈｉｎｓｋ
ｙ氏他に「電気化学的水素貯蔵合金、及びこれら合金で製造され著しく改善され
た容量を有する電池」に対して与えられ、共有譲渡された米国特許第５，４０７
，７６１号に開示されている。 '７６１特許は、（基本合金）_aＣｏ_bＭｎ_cＦｅ_d Ｓｎ_e の組成で、基本合金は０．１から６０原子パーセントＴｉ、０．１から２
５原子パーセントＺｒ、０．１から６０原子パーセントＶ、０．１から５７原子
パーセントＮｉ及び０から５６原子パーセントＣｒから成り；ｂは０から７原子
パーセント、ｃは１３から３０原子パーセント、ｄは０から３．５原子パーセン
ト、ｅは０から１．０原子パーセントであり、且つａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００
原子パーセントである、水素貯蔵合金を開示している。このような活性材料のも
う一つの例は、前に参考にして取り入れた、Ｆｅｔｃｅｎｋｏ氏他に、「ニッケ
ル金属水素化物電池用の電気化学的水素貯蔵合金」に対し与えられ、共有譲渡さ
れた米国特許第５，５３６，５９１号に開示されている。適切な活性材料の更に
もう一つの例は、（基本合金）_aＣｏ_bＭｎ_cＦｅ_dＳｎ_e の組成を有する水素貯蔵
合金で、基本合金は０から６０原子パーセントＴｉ、０．１から４０原子パーセ
ントＺｒ、０から６０原子パーセントＶ、０．１から５７原子パーセントＮｉ及
び０から５６原子パーセントＣｒから成り；ｂは０から７．５原子パーセント、
ｃは１２から３０原子パーセント、ｄは０から３．５原子パーセント、ｅは０か
ら１．０原子パーセントであり、且つａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００原子パーセン
トである。前記のものは、ここで開示した水素化処理法により細粉化できる水素
貯蔵合金の特定の例であるが、当業者にとっては本発明の水素化処理法は種々の
適切な活性材料の粒度微細化に適していることが明らかになるはずである。

【００３８】水素化による細粉化技術分野における以前の研究は、水素貯蔵合金の粒度微細
化と反応速度との関係が、定量化されてはいないが、示唆されている。多くの因
子が粉末収量に影響するものと推測された：水素化物化中に達する最高温度、圧
力上昇時間、水素化物化温度の推移、最終的脱水素化物圧力、容器の回転揺動の
必要性、及び水冷の必要性、などである。この発明に先立って、これらの因子の
粉末収量に及ぼす影響を決定するために、一つの実験を行なった。この実験は予
想できなかった結果をもたらした。

【００３９】実験の結果は、唯三つの因子だけが粉末収量に関係することを結論づけた。す
なわち、（１）水素化温度；（２）水素圧力；及び（３）与えられた容積内で水
素化物化される合金の量、である。

【００４０】圧力−濃度等温図（ＰＣＴ）の研究によれば、水素貯蔵合金中の水素濃度は、
水素の平衡圧力及び合金温度の両方の既知で正確な関数である。ＰＣＴ研究の結
果は、この技術分野でＰＣＴ曲線として知られている一組の曲線に変換された。
もしも温度と圧力の両者が既知であれば、貯蔵された水素量がＰＣＴ曲線から得
られる。

【００４１】合金中に貯蔵された水素量が合金の破壊する原因となり、拡散速度は時間に関
しての濃度変化であるという点で、合金内に貯蔵された水素の量は、水素の拡散
速度とは異なった事象である。合金を貫通しての水素の移動性として表わされる
水素の拡散速度は、合金の組成と幾何学的寸法の関数である。第一の合金に対す
る拡散速度が第二の合金に対する拡散速度より大きい場合であっても、最終結果
は、第二の合金中の等価の水素濃度に対してより長い時間が要求されるというこ
とである。その水素濃度を達成するのに必要な時間は第二の合金に対して長くな
るけれども、同じ水素濃度が達成されるのである。例えば、約２５％から４０％
Ｚｒの高ジルコニウム（Ｚｒ）合金は、水素を拡散させる又は吸収する傾向があ
る。

【００４２】弾性係数、ヤング率、剪断弾性係数、硬さ、引張り強さ、降伏強度、靱性、及
び延性などの合金の機械的性質は、水素化処理の結果に影響する。水素化処理に
供される破壊抵抗の大きい合金は、全ての他の関係因子が等しい場合でも、破壊
抵抗の小さい合金と同じ粉末収量は得られない。

【００４３】完全に水素化された合金の体積膨張は２０−２３％ほどにも成りうることが知
られている。上で開示されたように、格子の膨張は大きな内部応力を発生させ、
鋳塊は破壊して小さな粒子と成り内部応力を低減する。実験の結果は、水素化処
理で形成された水素貯蔵合金の粒度分布は、前述の三因子で決定される。しかし
、ＰＣＴ曲線から水素濃度情報を抽出することによって、水素化物化される材料
の機械的性質を考慮すると、粒度分布は事実上吸収された水素量の関数である。
それ故、粉末収量（例えば＜７５μｍ）は、合金によって吸収される水素量を制
御することによって調整できるであろう。反応容器内の粉末の温度及び水素ガス
圧を制御することにより、ＰＣＴ曲線が水素貯蔵合金内の水素濃度を与える。水
素圧力と合金温度の適切な選択によって、粉末収量は、合金内に吸収された水素
によって制御されるであろう。与えられた水素圧に対して、合金温度、以下水素
化温度と呼ぶ、は、水素化処理が所定の粉末収量を生成する温度として決定され
る。

【００４４】図１を参照すると、曲線“ｃ“で示めす本発明の方法によって形成された粒度
分布のグラフ表示が、曲線"ｂ"で示す水素化物生産に粉砕処理追加、及び曲線"
ａ"で示す現状の機械的処理を伴なわない水素化物生産法と比較されている。Ｙ
−軸に従って座標表示した各処理法に対する任意単位での体積比を、対数Ｘ−軸
上にミクロンで示した粒度に対して座標表示した。

【００４５】本発明の利点は、当業者には直ちに明白である。曲線"ａ"で示す、現状の機械
的処理を伴なわない水素化物生産法で形成された粉末の大部分は、粒度が１００
μｍを越え、更なる処理が必要である。例えば、現状の水素化物生産法で形成さ
れた粉末を、最大許容粒度が７５μｍである電気化学的電池負極の製造での使用
に適合させようとすると、更なる機械的処理が必要である。図１における、曲線
"ｃ"及び"ｂ"を比較して、本発明は、水素化物工程のみで水素化物に粉砕処理を
追加した方法に似た粒度分布を提供する。

【００４６】図２は、Ｘ−軸に従って座標表示した水素化温度に対して、Ｙ−軸に従って座
標表示した特定の水素貯蔵合金の水素貯蔵容量を、種々の一定水素ガス圧の関数
として明示している。水素貯蔵合金中に貯蔵された水素を制御することによって
、合金の近似的に分級された粉末粒子のための改善された処理法が達成された。
図２に示された情報は、望ましい粉末収量を生じさせ、且つ粒度分布がどのよう
な範囲を望まれようとも実現させるように、水素化温度と圧力の条件を選定する
のに利用できる。加えて、与えられた容積内で水素化物化される合金の量も、粉
末収量を実現するように選定されるであろう。

【００４７】粉末の熱伝導度を評価するために研究が行なわれた。水素貯蔵合金粉末の三つ
の粒度範囲が評価された。第一粒度範囲は、粉末を２００メッシュ網を有する篩
を通して分級した粉末から成るものであった。第二粒度範囲は、２００メッシュ
より大きい粉末から成っていた。第三粒度範囲は、篩を通さなかった。熱的に絶
縁されたＰＶＣ管に三つの粒度範囲のそれぞれの粉末を充填した。ＰＶＣ管は、
高温の恒温槽に第一の端部が配置されている。温度データがＰＶＣ管の第二の端
部で記録され、各粒度範囲に対する熱伝導度及び充填密度を評価した。充填密度
及び粒度の関数としての水素貯蔵合金の熱伝導度の測定値が、下の表Iに載せて
ある。

【００４８】

【表１】反応容器内に供給される水素貯蔵合金の量は、装填量としても知られている。
粉末形態の合金は、粉末形態の合金粒子間の接触が制限されているために、鋳塊
よりも低い熱伝導度を有している。加えて、粉末は熱絶縁体として作用し、反応
容器内の熱伝達は弱められる。粉末の低い熱伝導率の結果が粉末層の不均一な温
度分布である。装填量の増加は合金の熱を伝達する能力に影響を及ぼすが、それ
は粉末の添加は熱絶縁体の添加であり、粉末層中に温度の高い領域が生じ、高温
度の領域には水素の吸収が少ないからである。

【００４９】反応容器内に供給される水素貯蔵合金の量は、粉末層の厚さを生み出す。水素
貯蔵合金の与えられた量に対応する粉末層の厚さは、反応容器の体積及び幾何学
的形状に依存する。水素貯蔵合金が容器と接触している容器の表面積の増加は、
水素貯蔵合金の与えられた量に対応する粉末層の厚さの減少をもたらす、冷却壁
乃至熱交換器を含む熱伝達媒体のような。容器の表面積の増加は。充填率の上昇
は、粉末層の厚さ及び熱伝導度のために、合金内に様々な温度の所在（不均一温
度分布）を生じさせる。

【００５０】ＰＣＴ曲線によれば、高温の合金材料は低温の合金のように多量の水素を特定
の均一な圧力下で吸収できない。熱伝導度を説明することによって、粉末形成に
及ぼす装填量の影響を無効にできるかも知れない。しかし、反応室内に供給され
る合金の量が増すにつれて、冷却には長い時間を必要とする。合金の粉末層の厚
さを増すことにより、与えられた冷却速度で水素化温度に到達するのに長い冷却
時間が必要になる。

【００５１】合金の冷却速度は、粉末収量に影響を及ぼす因子ではない。しかし、ゆっくり
した冷却速度が採用されると、水素化温度に到達するのに長い時間が要求され、
改良された方法の実用上の商業的価値が部分的に低下する。水素貯蔵合金温度に
到達するのに必要な冷却時間は、粉末の熱伝導度、粉末層の厚さ、及び冷却速度
の関数である。

【００５２】図３をここで参照して、本発明の教示に従って利用される反応容器１０の実施
態様の概略説明図が示される。圧力容器１０は、水素化物化後の水素貯蔵合金の
微細粉を収納した状態で示されている。熱電対２０が反応容器１０内に配置され
、水素貯蔵合金の温度測定値を与える。反応容器１０の内部と動作状態で連絡し
ている第一の端部と、ガス多岐管（示されていない）と動作状態で連絡している
第二の端部を有するガス導管３０。圧力除去弁４０も反応容器１０と連絡してい
る。

【００５３】粉末形成工程は、水素貯蔵合金の鋳塊（示されていない）を反応容器１０内に
置くことから始まる。反応容器１０は封止され、残留空気が排除される。好例と
なる実施態様においては、反応容器１０内の圧力はポンプで引いて下げられる。
反応容器１０を次いで不活性ガスで洗い流した。種々の組み合わせ並びに配置の
弁、多岐管、及びその他の圧力制御装置が、反応容器１０内の圧力を制御するの
に取り入れられることは、当業者にとっては明白になるであろう。このような配
置はいずれも本発明の範囲内である。反応容器１０から周囲空気が排除されると
、水素化物化処理が始まるであろう。

【００５４】水素ガスが、この技術分野でよく知られているように、ガス導管３０を通して
一定圧力で反応容器１０内へ導入される。本発明のこの例示では、正確な粉末収
量を得るために一定圧力で水素ガスを導入するけれども、水素ガスを非一定圧力
で導入することによっても優れた結果が得られることがある。水素化処理は、水
素が水素貯蔵合金内に取り込まれ始めるとともに、始まる。

【００５５】反応の発熱反応熱は、反応容器１０の温度を上昇させる。好例となる実施態様
においては、冷却は反応容器１０を恒温槽に浸漬することで達成され、適切な冷
却技術はどのようなものでも取り入れられるけれども、容器の回りの冷却ジャケ
ット又は内在熱交換器を取り入れることが含まれる。本発明の目的のために、冷
却は能動冷却及び受動冷却を含むことが意図されている。圧力除去弁４０が反応
容器１０内の圧力を制御するために用いられることがある。水素化温度に到達す
ると水素化処理は終わり、合金は脱水素化物化される。

【００５６】脱水素化処理は、反応容器内の圧力を下げながら、反応容器１０を４００℃ま
で加熱することで達成される。反応容器１０内の圧力が４００ミリｔｏｒｒ以下
に下がったら、反応容器１０は室温まで冷却される。水素化処理の後で、酸素と
窒素又はある種の不活性ガスとの混合物が容器に導入され、粉末表面を酸化した
。この予備酸化工程は、引き続く工程での粉末の安全な取り扱いを保証するため
のものである。粉末が次いで取り出される。

【００５７】粉末装填量、反応容器内の水素圧力、及び水素化温度、から成る重要な工程因
子を変化させて、水素化処理実験が実施された。結果は、７５ミクロン未満の粒
度を有する微細粉末の百分率で示された。実験結果は下の表IIに要約されている
。

【００５８】

【表２】本発明は、水素化物／脱水素化物因子、水素化温度、及び圧力を選定して、狭
い粒度分布を有するある平均粒形を生産する能力を提供する。上の粉末収量表は
、ある平均粒形を得るための水素化物因子の設定条件を明らかにしている。上に
述べたように、装填量は一定の容積を有する反応容器に対する水素貯蔵合金の質
量を意味する。最適粒度は合金に依存することがあり、本発明は、与えられた如
何なる合金に対しても、最適化された粒度の微細粒子が得られるように変更でき
る工程因子を提供するものであることは、特筆すべき事柄である。

【００５９】表IIのデータから、実験式が得られた：粉末収量(<75μm)＝因子（装填量）×
因子（圧力）×因子（水素化温度）、ここで、因子（装填量）＝０．９５（軽量
装填）、０．９３（重量装填及び１５℃）、０．８５（重量装填及び４５℃）；
因子（圧力）＝１．０（≧３６ｐｓｉ）、０．９３（２５ｐｓｉ）、０．８４（
１５ｐｓｉ）；因子（水素化温度）＝１．０（≦１５℃）、０．９７（２５℃）
、０．８３（４５℃）、０．７９（７５℃）、０．７８（９０℃）、０．１１（
１００℃）、である。

【００６０】図４は、上で開示した実験式のグラフ表示であり、Ｘ−軸に従って座標表示し
た水素化温度に対して、水素ガス圧力及び装填量の関数として、粉末収量（＜７
５μｍ）がＹ−軸に従って座標表示されており、各グラフは与えられたガス圧力
及び装填条件における粉末収量を表わす。

【００６１】装填量の影響は上で考察され、粉末合金の低い熱伝導度の効果であることが決
定された。約９リットルの容積を有する反応炉の中の約２ｋｇの質量の鋳塊は、
軽い装填量を表わし、約２．５ｃｍの粉末層の厚さになった。重い装填量の状態
は、同様に約９リットルの容積を有する反応炉中に置かれた全質量２０ｋｇの数
個の鋳塊を含んでおり、約２５ｃｍの粉末層厚さになった。上の実験で採用され
た反応容器は、１５ｃｍの直径と５０ｃｍの高さを有している。因子（装填量）
の値は、特定の装填条件の結果として生ずる粉末層の厚さを説明する。それ故、
単位体積当たりの活性材料の質量である装填量は、与えられた幾何学的寸法に対
して特定の粉末層厚さになる、実際の材料の量である。今回の実験において、軽
量装填は約２．５ｃｍの粉末層厚さを形成し、重量装填は約２５ｃｍの粉末層厚
さを形成した。合金の熱伝達特性に関する上の考察は、水素化温度が１５℃及び
４５℃の場合の重い装填量における因子（装填量）に対する異なった諸因子の必
要性を、吸収できる水素量を制限してしまう合金の熱を伝える能力の無さとして
、解明している。

【００６２】本発明の結果を生産で実行するために、上の表の熱伝導度の測定値の欄に開示
した粉末の熱伝導度を用いて、２５℃迄の冷却時間を計算した。図５をここで参
考にして、計算結果が表示されている。三つの粒度分布のそれぞれについて、Ｙ
−軸に従って座標表示した最終温度に対して、Ｘ−軸に従って座標表示した日数
での冷却時間が表示されている。２５００ｋｇの生産用反応炉において、粉末全
体に渡って２５℃に達するまでの冷却時間は、１０日と計算された。これは、商
業的に実行可能な生産工程としては、許容できない長さの時間である。

【００６３】従って、２５℃に達する冷却時間が、修正した装填条件下で再計算された。図
６をここで参考にして、このような修正した装填条件に対する計算結果が表示さ
れている。Ｙ−軸に従って座標表示した最終温度の関数として、Ｘ−軸に従って
座標表示した時間表示の冷却時間が、四つの粉末層の厚さに対して表示されてい
る。上で吟味したように、粉末層の厚さは装填量の関数である。同じ冷却速度に
対して、粉末層厚さを５０ｃｍに減らすことによって２５℃迄の冷却時間は、９
０時間に短縮される。

【００６４】ここに開示した教示内容を考慮すると、反応炉の冷却表面積の、水素化のため
に反応炉内に供給された水素貯蔵合金の量に対する比は、冷却時間に対して強い
影響力があり、工程効率を改善する。冷却表面積の合金質量に対する比は、粉末
厚さ比と呼ばれることがある。更に、反応炉内の材料がもっと効率的に冷却され
るように取り扱われるならば、工程効率はより一層改善されるであろうが。この
一例は、冷却面と接触する粉末の厚さを制限してしまうようなものであろう。

【００６５】〔実施例〕以下に説明するのは、本発明の方法で生産された水素貯蔵合金粉末形成の一実
施例である。この実施例は、例を挙げて説明するために提供されており、発明を
以下の実施態様や処理法に限定することを意図したものではない。

【００６６】再び図３を参照して、Ｃ１４（六方晶）とＣ１５（面心立方晶）の両者の相を
有する、組成がＶ₅Ｔｉ₉Ｚｒ₂₇Ｎｉ₃₈Ｃｒ₅Ｍｎ₁₆の水素貯蔵合金で形成した鋳
塊２ｋｇを反応容器１０内に置いた。反応容器１０は、直径１５ｃｍ、高さ５０
ｃｍ、及び圧力定格５０００ｐｓｉを有している。Ｋ−型熱電対２０が、反応容
器１０の中心に合金温度を監視するために置かれた。反応容器１０と連絡してい
る第一端部と、ガス多岐管（示されていない）と連絡している第二端部を備えた
ガス導管３０は、反応容器１０へ及びから、ガスを運ぶのに採用した。反応容器
１０は、２０ミリtorrまで真空ポンプで排気し、ガス導管３０を通ってきた搬送
用アルゴン・ガスで洗い流した。

【００６７】供給圧力３６ｐｓｉの水素ガスが、水素化物化の間、反応容器１０にガス導管
３０を通して導入された。圧力制御弁４０は、同様に反応容器１０と連絡してお
り、熱効果による反応容器１０内部の圧力を低減するのに使用されることもある
。

【００６８】水素化時には、反応容器１０の温度は、水素化物化反応の発熱反応的本性（水
素１モル当たり約１０kcal）により上昇する。反応容器１０は、それ故、少なく
とも２５℃の水素化温度を達成するように水素化物化の間冷却される。水素化物
化処理は、水素化温度に到達した時点で終了させた。

【００６９】次いで脱水素化物化工程が、水素貯蔵合金から水素を除去するために実行され
た。脱水素化物化は、反応容器１０を４００℃に加熱して合金中に貯蔵された水
素を引き出すことにより達成された。水素ガスは、ガス導管３０を通して反応容
器１０からポンプで排気された。反応容器の最終圧力が４００ミリtorr以下に落
ちたとき、脱水素化物化工程は完了する。反応容器１０は、次いで室温まで冷却
された。装填量は、約２．５ｃｍの粉末層厚さに成った。合金粉末は次に反応容
器１０から分析のために取り出した。

【００７０】レーザ・ビームの前方散乱光を用いたＭＩＣＲＯＴＲＡＣ粒度分析装置で、粉
末の粒度分布を測定した。７５μｍ以下の寸法を有する粒子が９０％を越える粉
末収量が得られた。粉末の粒度分布は図１に曲線"ｃ"で表示されている。

【００７１】本発明は、好ましい実施態様及び手順で説明してきたが、詳細な説明は例示的
なもので、発明をここで述べた好ましい実施態様及び手順に限定するのを意図し
たものではないことを理解すべきである。反対に、本発明は全ての代替物、修正
物、及び等価物を含むことを意図しており、それらはここに添付した特許請求の
範囲で定義される本発明の精神と範囲に包含されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の座標表示（ｃ）の粒度分布を、（１）現状の水素化物法（座標表示（
ａ））で得た、及び（２）水素化物及び粉砕工程を水素貯蔵材料の製造に用いた
（座標表示（ｂ））粒度分布と比較して示す、一連のグラフを描いたものである
。

【図２】水素貯蔵材料及び圧力の関数として座標表示した、水素貯蔵容量対水素貯蔵合
金温度の一連のグラフを描いたものである。

【図３】本発明の粉末形成法で用いられる反応容器の一実施例の概略説明図である。

【図４】水素圧力の関数として、水素化温度に対する粉末収量を表わす式の一連のグラ
フ表示を描いたものである。

【図５】水素貯蔵材料粒度の関数として、水素化温度に対する冷却時間の計算値の一連
のグラフを描いたものである。

【図６】粉末の厚さの関数として、水素化温度に対する冷却時間の計算値の一連のグラ
フを描いたものである。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年２月２８日（２００１．２．２８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K017 AA04 BA10 BB01 BB06 BB07 CA07 DA01 EA09 FA02 FA22 5H050 AA19 BA14 CA03 CB16 GA11 GA27 HA00 HA01 HA05 HA14 HA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ある量の活性材料を反応容器に供給し、反応容器から残留空
気を排除することにより、最充電可能電気化学的水素貯蔵電池の負極材料として
の用途に適合する材料である活性材料の粉末を、引き続く機械的処理無しで形成
する方法、前記方法は、以下の工程から成る：ある圧力で水素ガスを反応容器内に導入する、前記水素圧力は約１５から１０
０ｐｓｉの間で、活性材料の水素化処理を起こす；及び水素化処理中に、活性材料を約摂氏６０度未満の水素化処理温度まで冷却する
、ここで活性材料中の水素濃縮が行なわれ、前記水素化処理は粒子の９０％が２
５０ミクロン未満の粉末を形成する。
【請求項２】活性材料が電気化学的水素貯蔵合金であることを特徴とする
、請求項１の方法。
【請求項３】水素化処理の後で更に水素貯蔵合金を脱水素化物化する工程
を含むことを特徴とする、請求項２の方法。
【請求項４】水素が約１５から３６ｐｓｉの間の圧力で導入されることを
特徴とする、請求項２の方法。
【請求項５】粒子の９０％が７５ミクロン未満となる水素化温度まで合金
が冷却されることを特徴とする、請求項２の方法。
【請求項６】前記水素化温度が約摂氏３０度未満であることを特徴とする
、請求項５の方法。
【請求項７】前記水素ガスが少なくとも２５ｐｓｉの圧力で導入されるこ
とを特徴とする、請求項６の方法。
【請求項８】３５ミクロンの平均粒径を有し、約１から１００ミクロンの
間の粒度範囲を達成するような水素化温度まで、合金が冷却されることを特徴と
する、請求項６の方法。
【請求項９】引き続く機械的処理無しで、水素化処理により電気化学的水
素貯蔵合金の粉末形成を制御する方法、ここで水素化処理は２５０ミクロン未満
の粒子の粉体収量を有する粉末を形成し、前記方法は以下の関係に従う粉体収量
制御工程から成り、収量は装填量、圧力、及び水素化温度のみの因子である：粉体収量＝因子（装填量）×因子（圧力）×因子（水素化温度）、ここで、因
子（装填量）は０．９５〜０．８５、因子（圧力）は１．０〜０．８４、及び因子（水素化温度）は１．０〜０．１１である。
【請求項１０】以下によって規定されることを特徴とする請求項９の方法
であって、因子（装填量）＝０．９５は、約２／９ｋｇ／ｌの質量対体積比を表
わし、因子（装填量）＝０．９５は、約２．５ｃｍの粉体の層厚を表わし、因子
（圧力）＝１．０は、３６ｐｓｉ以上の水素圧力を表わし、因子（水素化温度
）＝１．０は、１５℃以下の水素化温度を表わす。