JP3397979B2 - 水素吸蔵合金 - Google Patents
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Classifications
-
- 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
-
- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
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- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素を可逆的に吸
収、放出する水素吸蔵合金、より具体的には、新規なCa
−Si−B系水素吸蔵合金に関する。
収、放出する水素吸蔵合金、より具体的には、新規なCa
−Si−B系水素吸蔵合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、石油等の化石燃料の枯渇と炭酸ガ
スの増加に起因する地球環境問題から、クリーンな水素
エネルギーが注目されている。この中で、多量の水素と
反応熱を伴って可逆的に反応する水素吸蔵合金は、不可
欠な水素吸蔵媒体及びエネルギー変換媒体として位置づ
けられている。
スの増加に起因する地球環境問題から、クリーンな水素
エネルギーが注目されている。この中で、多量の水素と
反応熱を伴って可逆的に反応する水素吸蔵合金は、不可
欠な水素吸蔵媒体及びエネルギー変換媒体として位置づ
けられている。
【０００３】これまで、CaCu5型結晶構造のLaNi5合金が
開示(特公昭49−34315)されて以来、これと同じ構造を
もつCaCu5型の水素吸蔵合金が数多く提案されてきた(例
えば、特公昭59−28626参照)。LaNi5合金は、水素吸収
量(合金単位重量当たりの水素含有率)は1.5重量％程度
であるが、平衡水素圧が低く、初期活性化が容易で、水
素の吸収・放出反応速度も速い等、水素吸蔵合金として
すぐれた特性を有している。
開示(特公昭49−34315)されて以来、これと同じ構造を
もつCaCu5型の水素吸蔵合金が数多く提案されてきた(例
えば、特公昭59−28626参照)。LaNi5合金は、水素吸収
量(合金単位重量当たりの水素含有率)は1.5重量％程度
であるが、平衡水素圧が低く、初期活性化が容易で、水
素の吸収・放出反応速度も速い等、水素吸蔵合金として
すぐれた特性を有している。
【０００４】しかし、Laのような希土類元素は資源的に
希少で、コストも高くつく問題がある。このため、Laに
代えて資源的に豊富で安価な元素を使用し、少なくとも
LaNi5合金と同等以上の水素吸収量を、初期活性段階及
び水素吸収・放出サイクル経過後において維持できる水
素吸蔵合金が望まれている。資源的に豊富な元素を使用
した水素吸蔵合金として、Mg、Ca、Siの３元素を基本構
成とする水素吸蔵合金が知られている。しかし、Mgを含
むと、初期活性を行なうための温度、圧力が高くなり、
初期活性化が困難という問題がある。
希少で、コストも高くつく問題がある。このため、Laに
代えて資源的に豊富で安価な元素を使用し、少なくとも
LaNi5合金と同等以上の水素吸収量を、初期活性段階及
び水素吸収・放出サイクル経過後において維持できる水
素吸蔵合金が望まれている。資源的に豊富な元素を使用
した水素吸蔵合金として、Mg、Ca、Siの３元素を基本構
成とする水素吸蔵合金が知られている。しかし、Mgを含
むと、初期活性を行なうための温度、圧力が高くなり、
初期活性化が困難という問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、資源
的に豊富なCa、Siを使用し、少なくともLaNi5合金と同
等以上の水素吸収量を有し、初期活性にすぐれる水素吸
蔵合金を提供することである。本発明の他の目的は、水
素吸収放出サイクル経過後も水素吸収量の低下の小さい
水素吸蔵合金を提供することである。
的に豊富なCa、Siを使用し、少なくともLaNi5合金と同
等以上の水素吸収量を有し、初期活性にすぐれる水素吸
蔵合金を提供することである。本発明の他の目的は、水
素吸収放出サイクル経過後も水素吸収量の低下の小さい
水素吸蔵合金を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の水素吸蔵合金
は、Ca−Si合金のSiの一部をBと置換したもので、Ca(Si
2-x B x ) y の組成をもつ金属間化合物として表わされ、x及
びyは、０＜x≦0.5、0.8≦y≦1.2である。
は、Ca−Si合金のSiの一部をBと置換したもので、Ca(Si
2-x B x ) y の組成をもつ金属間化合物として表わされ、x及
びyは、０＜x≦0.5、0.8≦y≦1.2である。
【０００７】
【作用】本発明の水素吸蔵合金は、CaとSiとBの金属間
化合物を形成し、Ca(Si 2-x B x ) y の組成をもつ金属間化合
物として表わされ、x及びyは、０＜x≦0.5、0.8≦y≦1.
2であることにより、少なくとも1.5重量％以上の水素吸
収量を確保することができる。本発明のCa−Si系水素吸
蔵合金がBを含むことにより、本体となる合金構造の隙
間に水素原子を導入し易くする触媒的働きをすると共
に、結晶粒の微粉化を促進して初期活性化を向上させ
る。
化合物を形成し、Ca(Si 2-x B x ) y の組成をもつ金属間化合
物として表わされ、x及びyは、０＜x≦0.5、0.8≦y≦1.
2であることにより、少なくとも1.5重量％以上の水素吸
収量を確保することができる。本発明のCa−Si系水素吸
蔵合金がBを含むことにより、本体となる合金構造の隙
間に水素原子を導入し易くする触媒的働きをすると共
に、結晶粒の微粉化を促進して初期活性化を向上させ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の水素吸蔵合金は、所定の
合金組成となるように調合した原料金属を、アーク溶解
炉、高周波誘導溶解炉等の溶解炉の中で不活性雰囲気下
にて溶融した後、溶湯を自然冷却することにより得られ
る。なお、合金鋳造時の凝固段階で生ずる偏析を少なく
するために、液体急冷ロール凝固法等により水素吸蔵合
金を作製するのが好ましい。液体急冷凝固ロール法で
は、アーク溶解又は高周波誘導溶解等により溶融させた
合金溶湯を、高速回転しているロール上に噴出させて急
冷凝固させることにより、リボン状の薄帯合金が得られ
る。このときの溶湯の冷却速度は、102℃／秒以上であ
る。得られた水素吸蔵合金は、通常の場合、結晶相を均
質化するために、或は急冷により生じる結晶の不均一歪
みをなくすために、合金の融点以下の温度で所定時間熱
処理が施される。
合金組成となるように調合した原料金属を、アーク溶解
炉、高周波誘導溶解炉等の溶解炉の中で不活性雰囲気下
にて溶融した後、溶湯を自然冷却することにより得られ
る。なお、合金鋳造時の凝固段階で生ずる偏析を少なく
するために、液体急冷ロール凝固法等により水素吸蔵合
金を作製するのが好ましい。液体急冷凝固ロール法で
は、アーク溶解又は高周波誘導溶解等により溶融させた
合金溶湯を、高速回転しているロール上に噴出させて急
冷凝固させることにより、リボン状の薄帯合金が得られ
る。このときの溶湯の冷却速度は、102℃／秒以上であ
る。得られた水素吸蔵合金は、通常の場合、結晶相を均
質化するために、或は急冷により生じる結晶の不均一歪
みをなくすために、合金の融点以下の温度で所定時間熱
処理が施される。
【０００９】本発明の水素吸蔵合金は、前記の溶融凝固
法に代えて、メカニカルアロイングの手法により作製す
ることもできる。メカニカルアロイング法では、所定の
合金組成となるように調合した原料金属を、鋼球の入れ
られた遊星型ボールミルの中に投入し、室温、アルゴン
ガス雰囲気下の条件で所定時間攪拌処理することによ
り、機械的に合金化した水素吸蔵合金が得られる。
法に代えて、メカニカルアロイングの手法により作製す
ることもできる。メカニカルアロイング法では、所定の
合金組成となるように調合した原料金属を、鋼球の入れ
られた遊星型ボールミルの中に投入し、室温、アルゴン
ガス雰囲気下の条件で所定時間攪拌処理することによ
り、機械的に合金化した水素吸蔵合金が得られる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例の理解を助けるために、以下
に参考例の説明を行い、次に本発明の実施例との対比に
ついて言及する。参考例 この参考例では、CaSinの２元合金について、CaとSiの
組成比と、水素吸収量との関係を調べるものである。所
定の成分組成となるように原料金属を調合し、これをAr
ガス雰囲気の高周波誘導炉で溶解し、溶湯を放冷してボ
タン状インゴットを得た。これを石英管の中に封入し、
真空中で600℃の温度で2時間の熱処理を施した。得られ
た供試用の水素吸蔵合金を粒径約100μmに粉砕し、その
５ｇをステンレス製反応容器(内容積：５cc)に充填し、
次の条件で容器の真空排気を行なった後、水素を供給
し、活性化処理を行なった。活性化条件は次の通りであ
る。 ・真空排気温度：250℃ ・水素印加圧力：20atm ・水素吸収時間：１時間 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表１に示
す。
に参考例の説明を行い、次に本発明の実施例との対比に
ついて言及する。参考例 この参考例では、CaSinの２元合金について、CaとSiの
組成比と、水素吸収量との関係を調べるものである。所
定の成分組成となるように原料金属を調合し、これをAr
ガス雰囲気の高周波誘導炉で溶解し、溶湯を放冷してボ
タン状インゴットを得た。これを石英管の中に封入し、
真空中で600℃の温度で2時間の熱処理を施した。得られ
た供試用の水素吸蔵合金を粒径約100μmに粉砕し、その
５ｇをステンレス製反応容器(内容積：５cc)に充填し、
次の条件で容器の真空排気を行なった後、水素を供給
し、活性化処理を行なった。活性化条件は次の通りであ
る。 ・真空排気温度：250℃ ・水素印加圧力：20atm ・水素吸収時間：１時間 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表１に示
す。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１の測定データを、図１にプロットして
示す。図１中、従来のLaNi5合金の水素吸収量1.5重量％
を破線で示している。表１及び図１から明らかなよう
に、ｎの値が1.6〜2.4の範囲内では、少なくとも従来の
LaNi5合金を超える水素吸収量を確保できることがわか
る。より多くの水素吸収量を確保するには、ｎの値を1.
8〜2.2にすることがより好ましい。
示す。図１中、従来のLaNi5合金の水素吸収量1.5重量％
を破線で示している。表１及び図１から明らかなよう
に、ｎの値が1.6〜2.4の範囲内では、少なくとも従来の
LaNi5合金を超える水素吸収量を確保できることがわか
る。より多くの水素吸収量を確保するには、ｎの値を1.
8〜2.2にすることがより好ましい。
【００１３】実施例１
この実施例は、CaSi2-XBXの３元合金について、Bの置換
量xと、初期活性、水素吸収量との関係を調べるもので
ある。参考例と同じ要領にて、水素吸蔵合金のインゴッ
トを作製し、熱処理を施し、粉砕した後、ステンレス製
反応容器に５ｇ充填し、活性化処理を行なった。活性化
条件は次の通りである。 ・真空排気温度：180℃ ・水素印加圧力：20atm ・水素吸収時間：１時間 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表２に示
す。
量xと、初期活性、水素吸収量との関係を調べるもので
ある。参考例と同じ要領にて、水素吸蔵合金のインゴッ
トを作製し、熱処理を施し、粉砕した後、ステンレス製
反応容器に５ｇ充填し、活性化処理を行なった。活性化
条件は次の通りである。 ・真空排気温度：180℃ ・水素印加圧力：20atm ・水素吸収時間：１時間 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表２に示
す。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２の測定データを、図２にプロットして
示す。図２中、従来のLaNi5合金の水素吸収量1.5重量％
を破線で示している。表２及び図２から明らかなよう
に、Bの置換量xが0.5以下の範囲内では、少なくともLaN
i5合金と同等又はそれ以上の水素吸収量を確保できるこ
とがわかる。
示す。図２中、従来のLaNi5合金の水素吸収量1.5重量％
を破線で示している。表２及び図２から明らかなよう
に、Bの置換量xが0.5以下の範囲内では、少なくともLaN
i5合金と同等又はそれ以上の水素吸収量を確保できるこ
とがわかる。
【００１６】参考例の活性化条件は、250℃、20atmであ
ったのに対し、実施例１の活性化条件は、180℃、20atm
である。このように、実施例１と参考例を比べると、同
じ20atmの圧力条件下では、実施例１は参考例よりも70
℃低い温度条件で、合金成分に固有の水素吸収量を確保
することができる。つまり、Bの含有により、初期活性
がさらに改善されることがわかる。
ったのに対し、実施例１の活性化条件は、180℃、20atm
である。このように、実施例１と参考例を比べると、同
じ20atmの圧力条件下では、実施例１は参考例よりも70
℃低い温度条件で、合金成分に固有の水素吸収量を確保
することができる。つまり、Bの含有により、初期活性
がさらに改善されることがわかる。
【００１７】実施例２
この実施例は、CaSi2-XBXの３元合金において、Caと、S
i−B(Siの一部をBで置換)の組成比と、初期活性、水素
吸収量の関係を調べるものである。Ca(Si2-xBx)yにおい
て、Bの置換量xを0.3とし、yの量を変化させて、水素吸
収量を調べた。参考例と同じ要領にて、水素吸蔵合金の
インゴットを作製し、熱処理を施し、粉砕した後、ステ
ンレス製反応容器に５ｇ充填し、活性化処理を行なっ
た。活性化条件は次の通りである。 ・真空排気温度：200℃ ・水素印加圧力：15atm ・水素吸収時間：30分 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表３に示
す。
i−B(Siの一部をBで置換)の組成比と、初期活性、水素
吸収量の関係を調べるものである。Ca(Si2-xBx)yにおい
て、Bの置換量xを0.3とし、yの量を変化させて、水素吸
収量を調べた。参考例と同じ要領にて、水素吸蔵合金の
インゴットを作製し、熱処理を施し、粉砕した後、ステ
ンレス製反応容器に５ｇ充填し、活性化処理を行なっ
た。活性化条件は次の通りである。 ・真空排気温度：200℃ ・水素印加圧力：15atm ・水素吸収時間：30分 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表３に示
す。
【００１８】
【表３】
【００１９】表３の測定データを、図３にプロットして
示す。図３中、従来のLaNi5合金の水素吸収量1.5重量％
を破線で示している。表３及び図３から明らかなよう
に、yの値を0.8〜1.2の範囲内に設定することにより、
少なくとも従来のLaNi5合金と同等又はそれ以上の水素
吸収量を確保できることがわかる。
示す。図３中、従来のLaNi5合金の水素吸収量1.5重量％
を破線で示している。表３及び図３から明らかなよう
に、yの値を0.8〜1.2の範囲内に設定することにより、
少なくとも従来のLaNi5合金と同等又はそれ以上の水素
吸収量を確保できることがわかる。
【００２０】実施例２における活性化処理条件は上述し
たように、200℃、15atm、30分であり、参考例の活性化
処理条件よりも温度を若干高く(180℃→200℃)したた
め、圧力は低くなっている(20atm→15atm)。しかし、実
施例２の活性化処理条件を、参考例のCaSin合金の活性
化処理の条件、250℃、20atm、１時間と比較すると、温
度、圧力、時間のどのパラメータに関しても、より緩和
された条件で所定の水素吸収量を確保することができる
ことを示しており、Bの含有により初期活性が改善され
ていることがわかる。
たように、200℃、15atm、30分であり、参考例の活性化
処理条件よりも温度を若干高く(180℃→200℃)したた
め、圧力は低くなっている(20atm→15atm)。しかし、実
施例２の活性化処理条件を、参考例のCaSin合金の活性
化処理の条件、250℃、20atm、１時間と比較すると、温
度、圧力、時間のどのパラメータに関しても、より緩和
された条件で所定の水素吸収量を確保することができる
ことを示しており、Bの含有により初期活性が改善され
ていることがわかる。
【００２１】実施例３
この実施例は、溶湯の冷却速度と水素吸蔵合金の寿命と
の関係を調べるものである。実施例１で得られたCaSi
1.7B0.3の水素吸蔵合金を再び溶融し、これを高速回転
しているロールに吹き付けて、約120℃／秒の冷却速度
で急冷凝固させて薄帯状合金を作製した。これを石英管
の中に封入し、真空中で600℃の温度で２時間の熱処理
を施した。得られた供試用の水素吸蔵合金を、以下の要
領にて、活性化処理と水素吸収放出試験を行ない、水素
吸収量を測定すると共に容量維持率を算出した。
の関係を調べるものである。実施例１で得られたCaSi
1.7B0.3の水素吸蔵合金を再び溶融し、これを高速回転
しているロールに吹き付けて、約120℃／秒の冷却速度
で急冷凝固させて薄帯状合金を作製した。これを石英管
の中に封入し、真空中で600℃の温度で２時間の熱処理
を施した。得られた供試用の水素吸蔵合金を、以下の要
領にて、活性化処理と水素吸収放出試験を行ない、水素
吸収量を測定すると共に容量維持率を算出した。
【００２２】熱処理を施した水素吸蔵合金を粉砕した
後、ステンレス製反応容器に５ｇ充填し、次の条件で活
性化処理を行なった。 ・真空排気温度：180℃ ・水素印加圧力：15atm ・水素吸収時間：30分
後、ステンレス製反応容器に５ｇ充填し、次の条件で活
性化処理を行なった。 ・真空排気温度：180℃ ・水素印加圧力：15atm ・水素吸収時間：30分
【００２３】次に、反応容器内の供試水素吸蔵合金に対
して、200℃、20atmの条件で水素ガスを吸収させ、300
℃の温度で真空引きして水素ガスを放出する工程を１サ
イクルとする水素吸収放出試験を行ない、５サイクル
後、10サイクル後、15サイクル後及び20サイクル後にお
ける水素吸収量を測定した。次に、「容量維持率」とし
て、20サイクル後における水素吸収量を、活性化処理後
の水素吸収量で除算して求めた。この容量維持率は、当
初の水素吸収量が、サイクル経過後どのように維持され
るかを示しており、水素吸蔵合金の寿命の指標となるも
のである。
して、200℃、20atmの条件で水素ガスを吸収させ、300
℃の温度で真空引きして水素ガスを放出する工程を１サ
イクルとする水素吸収放出試験を行ない、５サイクル
後、10サイクル後、15サイクル後及び20サイクル後にお
ける水素吸収量を測定した。次に、「容量維持率」とし
て、20サイクル後における水素吸収量を、活性化処理後
の水素吸収量で除算して求めた。この容量維持率は、当
初の水素吸収量が、サイクル経過後どのように維持され
るかを示しており、水素吸蔵合金の寿命の指標となるも
のである。
【００２４】水素吸収量の測定結果と容量維持率を表４
に示す。なお、急冷合金との比較のために、実施例１の
CaSi1.7B0.3 (溶湯を自然冷却して得た合金)の水素吸収
量と容量維持率を表４に併せて示している。
に示す。なお、急冷合金との比較のために、実施例１の
CaSi1.7B0.3 (溶湯を自然冷却して得た合金)の水素吸収
量と容量維持率を表４に併せて示している。
【００２５】
【表４】
【００２６】表４から明らかなように、水素吸蔵合金の
溶製時、溶湯を急冷した合金の方が、容量維持率が大き
く、高寿命を得られることがわかる。
溶製時、溶湯を急冷した合金の方が、容量維持率が大き
く、高寿命を得られることがわかる。
【００２７】実施例４
この実施例は、メカニカルアロイングにより調製した水
素吸蔵合金と、反応速度との関係を調べるものである。
Ca、Si及びBの金属元素を、原子比で、１：1.7：0.3の
組成となるように調合し、これら原料金属をステンレス
鋼球と共にステンレス製ポットの中に入れ、ポットの中
を不活性ガス雰囲気にした後、800rpmの回転数で８時間
メカニカルアロイング処理を行なった。得られた供試用
の水素吸蔵合金を粒径約100μmに粉砕し、その５ｇをス
テンレス製反応容器に充填し、活性化処理を行なった。
活性化条件は次の通りである。 ・真空排気温度：130℃ ・水素印加圧力：15atm ・水素吸収時間：20分
素吸蔵合金と、反応速度との関係を調べるものである。
Ca、Si及びBの金属元素を、原子比で、１：1.7：0.3の
組成となるように調合し、これら原料金属をステンレス
鋼球と共にステンレス製ポットの中に入れ、ポットの中
を不活性ガス雰囲気にした後、800rpmの回転数で８時間
メカニカルアロイング処理を行なった。得られた供試用
の水素吸蔵合金を粒径約100μmに粉砕し、その５ｇをス
テンレス製反応容器に充填し、活性化処理を行なった。
活性化条件は次の通りである。 ・真空排気温度：130℃ ・水素印加圧力：15atm ・水素吸収時間：20分
【００２８】比較例として、Ca、Si及びBの金属元素
を、原子比で、１：1.7：0.3の組成となるように調合し
た原料金属を、不活性雰囲気のアーク溶解炉で溶解し、
溶湯を自然冷却してボタン状インゴットを得た。これを
石英管の中に封入し、600℃の温度で２時間の熱処理を
施した。得られた供試用の水素吸蔵合金を粒径約100μm
に粉砕し、その５ｇをステンレス製反応容器に充填し、
活性化処理を行なった。活性化条件は次の通りである。 ・真空排気温度：180℃ ・水素印加圧力：20atm ・水素吸収時間：１時間
を、原子比で、１：1.7：0.3の組成となるように調合し
た原料金属を、不活性雰囲気のアーク溶解炉で溶解し、
溶湯を自然冷却してボタン状インゴットを得た。これを
石英管の中に封入し、600℃の温度で２時間の熱処理を
施した。得られた供試用の水素吸蔵合金を粒径約100μm
に粉砕し、その５ｇをステンレス製反応容器に充填し、
活性化処理を行なった。活性化条件は次の通りである。 ・真空排気温度：180℃ ・水素印加圧力：20atm ・水素吸収時間：１時間
【００２９】上記の活性化条件を比較すると、メカニカ
ルアロイングによる水素吸蔵合金の方が、条件が緩和さ
れており、初期活性にすぐれることを示している。これ
は、合金どうしを単に混合した場合と異なり、合金相と
合金相の間に接合面が形成されているものと推定され、
この接合面の活性度が非常に高くなっており、合金活性
化の際の活性点となって活性化が容易になったものと推
定される。
ルアロイングによる水素吸蔵合金の方が、条件が緩和さ
れており、初期活性にすぐれることを示している。これ
は、合金どうしを単に混合した場合と異なり、合金相と
合金相の間に接合面が形成されているものと推定され、
この接合面の活性度が非常に高くなっており、合金活性
化の際の活性点となって活性化が容易になったものと推
定される。
【００３０】次に、水素ガス吸収における反応速度を調
べた。反応容器内を真空引きした後、温度200℃、圧力2
0atmの水素ガスを供給し、水素吸収量と吸収時間を測定
した。その測定結果を図４に示す。図４に示されるよう
に、メカニカルアロイングによる水素吸蔵合金の方が、
アーク溶解による水素吸蔵合金よりも反応速度が速いこ
とを示している。これも、メカニカルアロイングによる
合金の方が、合金相と合金相の間に接合面を有し、その
接合面での活性度が高いためと考えられる。
べた。反応容器内を真空引きした後、温度200℃、圧力2
0atmの水素ガスを供給し、水素吸収量と吸収時間を測定
した。その測定結果を図４に示す。図４に示されるよう
に、メカニカルアロイングによる水素吸蔵合金の方が、
アーク溶解による水素吸蔵合金よりも反応速度が速いこ
とを示している。これも、メカニカルアロイングによる
合金の方が、合金相と合金相の間に接合面を有し、その
接合面での活性度が高いためと考えられる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵合金は、Bを含むため
に初期活性が容易であり、さらに、水素吸収・放出サイ
クル経過後も水素吸収量の低下が小さい。従って、水素
貯蔵媒体やヒートポンプなどの熱利用媒体として、或は
アルカリ二次電池の電極としてその利用価値は大きい。
に初期活性が容易であり、さらに、水素吸収・放出サイ
クル経過後も水素吸収量の低下が小さい。従って、水素
貯蔵媒体やヒートポンプなどの熱利用媒体として、或は
アルカリ二次電池の電極としてその利用価値は大きい。
【図１】表１の測定データをプロットして示すグラフで
ある。
ある。
【図２】表２の測定データをプロットして示すグラフで
ある。
ある。
【図３】表３の測定データをプロットして示すグラフで
ある。
ある。
【図４】水素の吸収量と吸収時間の関係を示すグラフで
ある。
ある。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ２２Ｃ 28/00 Ｃ２２Ｃ 28/00 Ｂ
(72)発明者 米津 育郎
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(72)発明者 西尾 晃治
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平10−8179（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−9618（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−13076（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−67601（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−184040（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−1731（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−80341（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−191040（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01B 3/00
C04B 35/58
C22C 5/00 - 45/10
H01M 4/24,4/26,4/38
B22F 1/00
Claims (3)
- 【請求項１】 Ca(Si 2-x B x ) y の組成をもつ金属間化合物
であって、x及びyは、０＜x≦0.5、0.8≦y≦1.2である
水素吸蔵合金。 - 【請求項２】 水素吸蔵合金は、溶湯を10 2 ℃／秒以上
の冷却速度で冷却して得られた合金である請求項１に記
載の水素吸蔵合金。 - 【請求項３】 水素吸蔵合金は、メカニカルアロイング
により得られた合金である請求項１に記載の水素吸蔵合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16147696A JP3397979B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 水素吸蔵合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16147696A JP3397979B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 水素吸蔵合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH108180A JPH108180A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3397979B2 true JP3397979B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=15735823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16147696A Expired - Fee Related JP3397979B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 水素吸蔵合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397979B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP4403499B2 (ja) | 2003-06-13 | 2010-01-27 | 株式会社豊田中央研究所 | 水素吸蔵材料 |
| EP1670578A2 (en) * | 2003-09-30 | 2006-06-21 | General Electric Company | Hydrogen storage compositions and methods of manufacture thereof |
| US7029517B2 (en) | 2003-11-06 | 2006-04-18 | General Electric Company | Devices and methods for hydrogen storage and generation |
| JP2006256888A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 水素吸蔵材料及びその製造方法 |
| JP2007113111A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-05-10 | Toyota Industries Corp | 水素吸蔵合金 |
| WO2016178957A1 (en) * | 2015-05-04 | 2016-11-10 | Basf Corporation | Electrochemical hydrogen storage electrodes and cells |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP16147696A patent/JP3397979B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH108180A (ja) | 1998-01-13 |
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