JPH0465136B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0465136B2
JPH0465136B2 JP62114840A JP11484087A JPH0465136B2 JP H0465136 B2 JPH0465136 B2 JP H0465136B2 JP 62114840 A JP62114840 A JP 62114840A JP 11484087 A JP11484087 A JP 11484087A JP H0465136 B2 JPH0465136 B2 JP H0465136B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
hydrogen
amount
hydrogen storage
plateau
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62114840A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63282226A (ja
Inventor
Keizo Oonishi
Toshiki Kabutomori
Takatoshi Ogawa
Toshio Takahashi
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
Priority to JP62114840A priority Critical patent/JPS63282226A/ja
Publication of JPS63282226A publication Critical patent/JPS63282226A/ja
Publication of JPH0465136B2 publication Critical patent/JPH0465136B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明はチタン−ジルコニウム−クロム−鉄−
マンガン−銅(Ti−Zr−Cr−Fe−Mn−Cu)6
元系水素吸蔵合金に関する。 [従来の技術] 水素吸蔵合金を実用化するために要求される性
質としては安価であること;活性化が容易で
あること;水素吸蔵能力に優れていること;
ヒステリシスが小さいこと;明瞭なプラトーを
有することなどを挙げることができ、これまで
種々の水素吸蔵合金が提唱されてきた。 例えば、La−Ni、Mg−Ni、Ti−Fe、Mn−
Ni、Ti−Cr等の合金が提唱されている。これら
の合金のうちでMg−Ni合金は水素化物の形態で
熱的に非常に安定であり、該合金中に吸蔵されて
いる水素を放出するためには高温まで加熱しなけ
ればならない。Ti−Fe合金は初期活性化が非常
に困難な合金であり、該合金を活性化するために
は、例えば合金を粉砕後、数十気圧の水素中で
250〜450℃に加熱しなければならない。また、
Mn−Ni合金は大きなヒステリシスを有してお
り、La−Ni合金は金属原料が非常に高価である
等の欠点を有している。それ故、上述の合金はい
ずれも水素吸蔵合金として要求される上述の性質
を充分に具備しているとは言い難い。 本発明の水素吸蔵合金の母合金は特公昭57−
57403号公報に開示されているチタン−クロム
(Ti−Cr)合金であり、この合金は−30℃以下の
低温下で水素吸蔵能力に非常に優れた合金である
ことにより、単に水素を貯蔵するための合金とし
てばかりでなく、低温下での熱機関として利用す
ることにより、冷凍庫向ヒートポンプ用水素吸蔵
合金としても大きな期待が寄せられている。 [発明が解決しようとする問題点] しかし、Ti−Cr合金は比較的水素吸蔵量が多
いものの残留水素量も多く、プラトー部での水素
放出量が水素吸蔵量の6割程度と少なく、例えば
ヒートポンプ等への熱機関として実用化する場合
には大きな問題点となる。 また、Ti−Cr合金は材料コストが他の水素吸
蔵合金、例えばCa−Ni、Ti−Fe合金等に比べ高
く、また、Ti−Cr合金は鋳放し材においては、
プラトー部での平坦性が悪く、プラトー特製を改
善するためには1100℃以上の高温で長期間にわた
る均質化熱処理を施さなければならないなど、材
料費及び製造費の高騰等を伴い、実用化を妨げて
いるのが現状である。 これらの問題点を解決し、更に水素化物生成・
解離平衡圧を幅広い温度範囲で選定可能ならしめ
たものとして、特願昭60−44510号公報あるいは
特願昭61−142748号公報に記載されているチタン
−ジルコニウム−クロム−鉄(Ti−Zr−Cr−Fe)
系合金が挙げられる。この合金はTi−Cr2元系合
金のCrの一部をFeで置換することにより、熱処
理を施すことなく、圧力−組成−等温曲線におけ
るプラトー部の平坦性及びプラトー部の水素吸
収・放出量を著しく改善することができ、更に
Tiの一部をZrで置換することにより、水素化物
生成解離平衡圧を幅広い温度範囲において自由に
調整できるより実用性の高いものである。しか
し、本発明者らのその後の研究によると、Tiの
一部をZrで置換すると、解離平衡圧を自由に調
整できるものの、Zr置換量とともにプラトー部
における平坦性が著しく損なわれ、更にFe量が
増すにつれ、活性化が著しく困難になることがわ
かつた。 また、水素吸収・放出量が多く、プラトー部に
おける平坦性の優れた合金として、特願昭54−
68702号公報に記載されているTi−Mn系合金が
挙げられるが、この合金はヒステリシスが大き
く、ヒートポンプへの適用を考えたとき、性能の
低下につながるなどの欠点を有している。 従つて、本発明の目的は前述の特願昭60−
44510号公報及び特願昭61−142748号公報に記載
されているチタン−ジルコニウム−クロム−鉄系
合金のプラトー部における平坦性及び特願昭54−
68702号公報に記載されているチタン−マンガン
系合金のヒステリシス特性を改善し、且つ生成・
解離平衡圧を幅広い温度範囲で選定可能な、より
実用性の高い水素吸蔵合金を提供するにある。 [問題点を解決するための手段] 本発明者らは、上述のTi−Zr−Cr−Fe合金あ
るいはTi−Mn系合金の欠点を改善し、実用化を
促進すべく種々の研究を重ねた結果、Ti−Cr合
金のTiの一部をZrで、Crの一部をFe及びMnで
置換し、更に(Cr+Fe+Mn)に対する(Ti+
Zr)の原子比を若干変化させ、また、銅(Cu)
を少量添加することにより、上述の問題を解決で
きることを見出し、本発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は水素と反応して金属水素化
物を形成する水素吸蔵合金において、水素吸蔵合
金が一般式 (Ti1-yZryxCr2-z-uFezMnuCuw (式中、x、y、z、u、wはそれぞれ0.8<x
≦1.4、0<y<1.0、0<z≦1.5、0<u≦0.4
及び0<w≦0.2である) で示される組成からなることを特徴とする水素吸
蔵合金(チタン−ジルコニウム−クロム−鉄−マ
ンガン−銅6元系水素吸蔵合金)にある。 [作用] 上述の一般式で表されるTi−Zr−Cr−Fe−
Mn−Cu6元系水素吸蔵合金はTi−Zr−Cr−Feあ
るいはTi−Mn系合金の有する欠点を著しく改善
し、水素吸蔵合金として極めて優れた実用価値の
高いものである。 上述の一般式におけるx、y、z、u及びwの
原子数限定理由を以下に記載する。すなわち、 (Ti1-yZryxCr2-z-uFezMnuCuwで示されるよう
にTi−Cr合金中の一部をFeで置換することによ
り、CrあるいはMnよりコストの安いフエロクロ
ム(FeCr)、フエロマンガン(FeMn)を用いる
ことができ、TiCrに比べ大幅に材料コストを低
下させることができる。更に、Feによる置換は
材料費を低減するばかりでなく、水素吸蔵量及び
プラトー部での水素吸収・放出量の増大にも大き
く寄与する。しかし、Fe量が増すにつれ、活性
化処理が徐々に困難となり、特に、zが1.5を超
えると、活性化温度が著しく上昇し、実用的では
なくなる。次に、Tiの一部をZrで置換すること
によりyの値が0<y<1の範囲内で水素吸収・
放出量及びヒステリシスを損なうことなく水素化
仏生成・解離平衡圧を自由に調整できるようにな
る。しかし、一方でZr置換量とともにプラトー
部の平坦性が著しく損なわれる。そこでCrの一
部をFe及びMnで同時に置換することにより、Ti
の一部をZrで置換した結果生じたプラトー部の
傾きの増大を著しく改善できる。すなわち、Cr
の一部をFe及びMnで同時に置換することによ
り、置換量とともにプラトー部の傾きは低下する
傾向を示す。しかし、第2図に示すようにMn量
すなわちuが増すとともにヒステリシスが増大す
る。従つて、Mn量すなわちuが0.4を超えると、
実用的水素吸蔵合金として許容できないものとな
る。 また、第3図に示すように銅(Cu)の少量の
添加はヒステリシス及びプラトー部の平坦性を改
善する効果のあることが認められた。しかし、
Cu量を増加するにつれ、水素吸蔵量の低下が生
ずることからCu量すなわちwは0.2以下でなけれ
ばならない。 (Cr+Fe+Mn)に対する(Ti+Zr)の原子
比すなわちxの値が小さくなると、それに伴つて
プラトー性が徐々に改善されるが、逆に水素吸蔵
量が減少する。それ故、xの値が0.8以下では水
素吸蔵量の低下が著しく、また、xの値が1.4を
超える場合にはプラトー部の傾きが著しく、実用
価値の低いものとなる。 従つて、上述の一般式中のx、y、z、u及び
wの値がそれぞれ0.8<x≦1.4、0<y<1.0、0
<z≦1.5、0<u≦0.4及び0<w≦0.2の範囲に
ある場合には、水素吸蔵特性が最も優れている。 [実施例] 以下に実施例を挙げ、本発明の水素吸蔵合金を
更に説明する。 実施例 市販のスポンジチタン、スポンジジルコニウ
ム、Cr純度約60%のフエロクロム合金、Mn純度
約75%のフエロマンガン及び純Cuを用いて下記
の第1表に示す如き組成となるように分取した。
上記フエロクロム及びフエロマンガンを用いて調
合できない組成のものについては、電解鉄、電解
マンガン及び電解クロムを添加することによつて
調合した。 第1表の組成を有する調合品をそれぞれArガ
ス雰囲気中でアーク溶解にて溶製し、大気中で
100〜200メツシユに粉砕した。 得られた合金5gをそれぞれ水素吸収・放出量
測定装置内のステンレス鋼製反応容器に封入し、
減圧下20℃で脱ガス処理を行なつた。次に、20℃
にて、純度99.99999%の水素を導入し、水素圧を
40Kgf/cm2に保持すると、本発明材はいずれも数
分で水素の吸収が起こつた。更に、反応容器を−
40℃まで降下させ、吸収が安定になるまで保持し
た。水素吸収が完了後、80℃まで温度を上昇さ
せ、脱ガス処理を行ない、活性化処理を完了させ
た。 次に、温度を−40℃まで降下し、水素圧40Kg
f/cm2まで水素を吸収させた。吸収完了後、温度
を80℃まで上昇させ、脱ガス処理を行ない、水素
を放出させた。以上の水素吸収・放出処理を10回
程度反復した後、所定の温度にて水素吸収量及び
放出量を測定し、圧力−組成−等温線図を作成し
た。 第1表は圧力−組成−等温線図から得られた、
プラトー部における水素吸・放出量△(H/M)
(H/M)=金属原子に対する水素原子数比)、プ
ラトー因子[△lnP/△(H/M)]及びヒステ
リシス因子(△lnP)を併記する。
【表】 上述の第1表から明らかなように、Mn及びCu
を添加した本発明材(B)である。Ti0.7Zr0.3Cr1.2
Fe0.5Mn0.3Cu0.05材は比較材(H)であるTi0.7Zr0.3
Cr1.5Fe0.5に比べ、プラトーの傾きが著しく小さ
くなつている。同様に、Zr0.5及びFe0.3を含有す
る本発明材(D)と比較材(K)の比較においても、Mn
及びCuの添加によりプラトーの傾きが小さくな
つている。 また、本発明の合金は−40℃の低温下において
も、水素の吸収・放出速度が室温におけるCaNi5
の吸収・放出速度に勝るとも劣らない値を示し、
また、金属材料として純Cr及び純Mnより廉価な
フエロクロム(FeCr)及びフエロマンガン
(FeMn)を使用しているために材料コストを低
減することができた。 [発明の効果] Ti−CrあるいはTi−Zr−Cr−Fe合金を母合金
とし、TiをZrで、CrをFe及びMnで置換し、更
にCuを少量添加することにより製造した本発明
の水素吸蔵合金は母合金の優れた諸特性、すなわ
ち、 () ヒステリシスが小さい; () 多量の水素吸蔵量を示す; () プラトー部での水素吸収・放出量が多い; () 0℃以下の低温下においても水素の吸収・
放出速度が速い、 等の特性を損なうことなく、更に、次の点を大幅
に改善し、より実用性を向上させることができ
た。すなわち、 () 良好なプラトー領域を示す; () プラトー部の平坦性に優れている; () 材料コストを大幅に低減できる; () 成分比を調整させることにより、水素化物
生成・解離平衡圧を自由に操作できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明材と比較材の圧力−組成−等温
線図であり、第2図はTi−Zr−Cr−Fe−Mn−
Cu6元系合金のヒステリシス因子に及ぼすMn量
の影響を表す図であり、第3図はCuの添加効果
を調べた圧力−組成−等温線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水素と反応して金属水素化物を形成する水素
    吸蔵合金において、水素吸蔵合金が一般式 (Ti1-yZryxCr2-z-uFezMnuCuw (式中、x、y、z、u、wはそれぞれ0.8<x
    ≦1.4、0<y<1.0、0<z≦1.5、0<u≦0.4
    及び0<w≦0.2である) で示される組成からなることを特徴とする水素吸
    蔵合金。
JP62114840A 1987-05-13 1987-05-13 水素吸蔵合金 Granted JPS63282226A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62114840A JPS63282226A (ja) 1987-05-13 1987-05-13 水素吸蔵合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62114840A JPS63282226A (ja) 1987-05-13 1987-05-13 水素吸蔵合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63282226A JPS63282226A (ja) 1988-11-18
JPH0465136B2 true JPH0465136B2 (ja) 1992-10-19

Family

ID=14648018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62114840A Granted JPS63282226A (ja) 1987-05-13 1987-05-13 水素吸蔵合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63282226A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2803045B1 (fr) * 1999-12-22 2002-10-11 Cit Alcatel Fibre optique et cable a fibre optique comprenant au moins un element intermetallique absorbant l'hydrogene
KR20010112683A (ko) * 2000-06-10 2001-12-21 차승식 타이타늄-지르코늄-망간-크롬계의 넌-스토이치오메트리라베스페이스 수소저장합금

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5468702A (en) * 1977-11-11 1979-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Material for preserving hydrogen
JPS61272340A (ja) * 1985-05-29 1986-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素吸蔵合金およびその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5468702A (en) * 1977-11-11 1979-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Material for preserving hydrogen
JPS61272340A (ja) * 1985-05-29 1986-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素吸蔵合金およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63282226A (ja) 1988-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4153484A (en) Hydrogen storage material
JP3528599B2 (ja) 水素吸蔵合金
US4195989A (en) Hydrogen storage material
JP2022543642A (ja) 水素吸蔵合金
US4661415A (en) Hydrogen absorbing zirconium alloy
JPS6242979B2 (ja)
JP4103252B2 (ja) 水素吸蔵合金
US4347082A (en) Mischmetal alloy for storage of hydrogen
JPS6141978B2 (ja)
US4783329A (en) Hydriding solid solution alloys having a body centered cubic structure stabilized by quenching near euctectoid compositions
JPH0465136B2 (ja)
JPS626739B2 (ja)
JPS61199045A (ja) 水素吸蔵合金
US4576639A (en) Hydrogen storage metal material
JPS5947022B2 (ja) 水素吸蔵用合金
JP4062819B2 (ja) 水素吸蔵合金およびその製造方法
JPH0570693B2 (ja)
JPS6141975B2 (ja)
JPS597772B2 (ja) チタン多元系水素吸蔵用合金
JPS58217655A (ja) 水素吸蔵用多元系合金
JP3451320B2 (ja) 水素吸蔵合金
JPS5836661B2 (ja) 水素貯蔵用合金
KR100350956B1 (ko) 수소저장합금
JPS5939493B2 (ja) チタン−コバルト多元系水素吸蔵用合金
KR20170074038A (ko) 지르코늄을 포함하는 상온저압용 수소저장합금

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071019

Year of fee payment: 15