JPH0557345B2 - - Google Patents

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JPH0557345B2
JPH0557345B2 JP60210052A JP21005285A JPH0557345B2 JP H0557345 B2 JPH0557345 B2 JP H0557345B2 JP 60210052 A JP60210052 A JP 60210052A JP 21005285 A JP21005285 A JP 21005285A JP H0557345 B2 JPH0557345 B2 JP H0557345B2
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JP
Japan
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hydrogen
hydrogen storage
alloy
pressure
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Yasuaki Oosumi
Kazuo Ebato
Keiji Tamura
Hiroshi Yoshida
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Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
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    • 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

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  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(従来の技術) 水素は原料が水で資源的な制約がないこと、ク
リーンであること、輸送・貯蔵が可能であるこ
と、自然の環境を乱さないことから化石燃料に代
る新しいエネルギー源として注目されている。 しかし、水素は常温において気体であり、かつ
液化温度が極めて低いので、これを貯蔵する技術
の開発が従来大きな課題になつている。上記課題
を解決する一つの方法として水素を金属水素化物
の形で貯蔵する方法が注目されている。この方法
は、150気圧の市販水素ボンベの内容積の2割以
下の容積、あるいは液体水素の容積の8割以下の
容積で同重量の水素を貯蔵することができるた
め、容器がコンパクトとなり、安全性や取扱い易
さの点で極めて優れている。 さて、金属または合金と水素の吸蔵・放出反応
は可逆的であり、水素の貯蔵に利用されるだけで
なく、反応に伴つて相当量の反応熱が発生あるい
は吸収され、水素の吸蔵・放出圧力は温度に依存
することを利用して水素貯蔵装置、水素輸送装
置、水素精製装置、蓄熱装置、ヒートポンプ、熱
エネルギー・機械エネルギー変換装置などの広範
なシステムの開発が期待されている。 かかる水素吸蔵用合金として要求される性質と
しては、安価でかつその資源が豊富であること、
活性化が容易で水素吸蔵量が大きいこと、使用温
度において好適な水素吸蔵・放出平衡圧を有し、
吸蔵圧と放出圧との差であるヒステリシスが小さ
いこと、水素吸蔵・放出反応の速度が大きいこ
と、水分、酸素など不純物に対する安定性が大き
いこと、合金の微粉化が少なく、耐久性にすぐれ
ていること、有効熱伝導度が大きいことなどがあ
げられる。 代表的な公知の水素吸蔵用合金としては、Mg2
Ni、LaNi5、TiFe、ZrMn2などの合金が知られ
ている。しかし、Mg2Niは単位重量当たりの水
素吸蔵量は大きいが、水素吸蔵・放出温度が高
く、この合金を多成分化しても水素吸蔵用材料と
して、十分な性能を有するものはいまだ得られて
いない。LaNi5は優れた水素吸蔵・放出特性有を
しているが、Laが高価なことが最大の欠点であ
る。また、TiFeは初期の水素化が困難であり、
活性化処理には高温・高圧(450℃、水素圧力50
気圧)を必要とし、ヒステリシスも大きく、水素
吸蔵・放出を繰り返しているうちに水素吸蔵量が
減少するという欠点を有している。TiFeにMn,
Nb,O,Sなどを微量添加することによつて初
期活性を改善した合金が見出されがた、また水素
吸蔵用合金としての十分な性能を有していない。
しかも、TiFeは、水分、O,CO,CO2などが水
素中に混入すると合金表面がこれらの不純ガスに
よつて被毒され、水素吸蔵量が大幅に減少すると
いう欠点があり実用上大きな問題が残つていた。
ZrMn2は初期活性が高いが、ヒステリシスが大き
いという欠点を有している。 上記の問題点を解決するため、特開昭58−1032
号により水素吸蔵金属材料の製造方法が提案され
ている。この方法は、水素を吸蔵する金属表面
に、メツキにより異種金属をコーテイングするこ
とを特徴とする水素吸蔵金属材料の製造方法であ
る。すなわち、活性化の困難なTiFe合金表面に
Ni,Cu,Coなどの水素雰囲気でその酸化物が比
較的容易に還元され易い金属をメツキによりコー
テイングするものである。この方法により、従来
活性化に450〜500℃の高温で、水素圧30〜60Kg/
cm2で加圧、あるいは真空排気の繰り返しの操作を
1週間程度行う必要があつたものが、200℃以下、
水素圧20〜30Kg/cm2で1日以内で活性化が完了
し、処理温度、水素圧力、所要時間などの面で改
良がなされている。 (発明が解決しようとする問題点) 前記の製造方法により得られた合金は、初期活
性は改善されたが、また水素吸蔵用合金としての
十分な性質を有していない。しかも前記従来の合
金は水素吸蔵・放出材料として要求される性質の
中で重要な水分、Oなどにより合金が被毒されて
水素吸蔵量が減少すること、ヒステリシスが大き
いことなどの問題点があり、前記の条件をすべて
満足する材料はまだ見出されていない現状であ
る。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、従来の水素吸蔵・放出用材料が有す
る前記諸欠点ならびに問題点を除去、解決した材
料を提供することを目的とし、特許請求の範囲記
載の材料を提供することによつて前記目的を達成
することができる。即ち、本発明の材料は、下記
の成分組成を有する材料である。 原子数組成で示性式がZrxAy(Mn1-k-lCrkQl2
示される合金粒子の表面がPd,Cu,Niのなかか
ら選ばれるいずれか1種の金属の薄膜により被覆
されてなるジルコニウム系水素吸蔵および放出用
材料。 (但し、式中AはTi,Nbのなかから選ばれる
いずれか少なくとも1種の元素を、またQはCo,
Feのなかから選ばれるいずれか少なくとも1種
の元素をそれぞれ示し、0.5<x<1.5、0<y≦
0.5、0<k<1、0<l<1、かつx+y≦2、
k+l<1である。) 本発明者らは、前記従来の水素吸蔵用合金なら
びに前記特開昭58−1032号記載の製造方法によつ
て得られた水素吸蔵・放出用材料の欠点および問
題点を解消すべく研究した結果、Zr,Mn,Cr、
A群元素(Ti,Nb)、Q群元素(Co,Fe)より
構成される合金粒子の表面をPd,Cu,Niのうち
から選ばれるいずれか1種の金属薄膜により被覆
してなるジルコニウム系水素吸蔵および放出用材
料が、全く予期に反して水分、Oなどによる合金
被毒によつて水素吸蔵量が減少することなく、し
かもヒステリシスが小さくなるとともに、上記の
水素吸蔵・放出用材料として要求されるすべての
性質を具備し、水素吸蔵・放出用材料として新規
にして極めて有用なものであることを新規に知見
してここに本発明を完成するに至つた。 本発明材料において、それの主要部を構成して
いるジルコニウム系水素吸蔵用合金の示性式Zrx
Ay(Mn1-k-lCrkQl2においてx,y,k,lをそ
れぞれ前記のように定めた理由を以下に説明す
る。 xが1.5以上であると、熱力学的に不均化が生
起しやすく、高温にならないと解離しないZrH2
が生成するため水素吸蔵・放出量が少なくなる。
また、xが0.5以下であると初期活性化が困難と
なり、水素吸蔵量が低下し、しかも吸蔵された水
素の放出が困難となり、高温にするか、もしくは
減圧あるいは真空下で加熱しなければ円滑な水素
の放出が達成できなくなる。yが0.5より大きい
と、水素吸蔵量が低下し、プラトー域が消失し、
またヒステリシスが大きくなるので、yは0.5以
下とする必要がある。k=1のときは、水素放出
圧が著しく低下し、水素吸蔵用合金としての機能
を果すことが困難となる。k=0のときは、一般
式がZrxAy(Mn1-lFel2あるいはZrxAy(Mn1-lCol
2となり、解離圧は増大する傾向を示し、水素吸
蔵用合金として利用可能な圧力となるが、ヒステ
リシスが大きくなる。l=1のときは、水素放出
圧が低下し、水素吸蔵量も大幅に低下するため、
水素吸蔵用合金としての機能を果すことが困難と
なる。l=0のときは、一般式ZrxAy(Mn1-kCrk
2となり、プラトーが傾斜し、ヒステリシスも大
きくなる。公知のジルコニウム系水素吸蔵用合
金、例えば、ZrMn2では、水素吸蔵圧力が150℃
で約1.4気圧、水素放出圧力が約0.56気圧であり、
ヒステリシスは約0.8気圧となる。 一方、本発明材料の基地を構成している合金、
例えばZr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12は、水素吸
蔵量が1.5重量%であり、100℃で水素吸蔵圧が約
0.6気圧、水素放出圧力が約0.2気圧であり、ヒス
テリシスは極めて小さい。 また、本発明のジルコニウム系水素吸蔵および
放出用材料は、その粒子表面に水素のみを選択的
に透過しやすいPd,Cu,Niなどのうちから選ば
れるいずれか1種の金属薄膜により被覆された材
料である。水分、Oなどによる材料の被毒を少な
くし、ヒステリシスを小さくする理由は、薄膜を
形成する金属Pd,Cu,Niなどが、水素分子のみ
を原子状態に解離して金属内部に侵入させ、水素
のみを内部の本発明の合金基地に吸蔵させること
によると考えている。 従来の水素吸蔵・放出用材料、例えばTiFeの
表面にNiをメツキした材料では、水分1000ppm
を含有する水素を用いると、0.7重量%の水素を
吸蔵し、水素吸蔵圧力が40℃において約15気圧、
水素放出圧力は約7気圧もあり、ヒステリシスは
約8気圧と極めて大きく、このTiFe材料の本来
の水素吸蔵量1.0重量%を大幅に減少するととも
にヒステリシスも大きくなる。ヒステリシスが大
きいことは、水素吸蔵・放出の操作をするため
に、水素吸蔵用合金もしくはその金属水素化物を
より大きな温度差で加熱・冷却するか、あるいは
大きな圧力差で水素加圧、減圧しなければなら
ず、水素貯蔵能力、水素化反応熱を有効に利用す
ることができない。 本発明材料の基地合金、例えばZr0.95Nb0.05
(Mn0.8Cr0.1Fe0.12合金の粒子の表面にPdの金属
薄膜(約100Å)により被覆した材料では、水分
1000ppmを含有する水素を用いると、1.3重量%
の水素を吸蔵し、水素吸蔵圧力が100℃で約0.7気
圧、水素放出圧力が約0.3気圧であり、ヒステリ
シスは極めて小さく、水素吸蔵量も大きい。 本発明材料の基地合金を製造するには、従来知
られていなる水素吸蔵合金の製造方法によること
ができるが、アーク溶解法によることが最も好適
である。次にアーク溶解法による本発明材料の基
地合金の製造方法について述べる。前記示性式に
示される成分金属をそれぞれ秤取して混合した
後、任意の形状にプレス成形し、この成形体をア
ーク溶解炉に装入して不活性雰囲気下で加熱溶解
し、炉内で凝固させて室温まで冷却した後炉外に
取出す。この合金を均質にするため、合金を真空
にすることのできる容器内に装入し10-2Torr以
下の高真空雰囲気中で1000〜1100℃、8時間以上
炉中に保持した後、真空容器を炉外に取出し放冷
するか、または真空容器を水中に投入して冷却す
る。その後、合金の表面積を拡大して水素吸蔵能
力を高めるため、粒径100μm前後に破砕する。 前記合金粒子の表面をPd,Cu,Niのうち1種
の合金薄膜により被覆するには、従来知られてい
る無電解メツキ法や真空蒸着法によることが好適
である。あらかじめ粒径100μm前後の前記合金粒
子の表面に無電解メツキあるいは真空蒸着により
厚さ100〜1000Å前後のPd,CuあるいはNiのう
ち一種の金属薄膜を形成させた材料である。この
薄膜の形成によつて材料自体の水素吸蔵能力が損
われることはなく、最初に水素を吸蔵させるため
の活性化処理も金属薄膜により被覆していないも
のと同程度の条件で行うことができる。また、形
成されたPd,Cu,Niのうち一種の金属の薄膜は
水素ガスの透過に十分な大きさの原子間間隙を有
しており、水素吸蔵速度の低下はほとんど認めら
れない。 以下に、本発明材料に適合する基地合金につい
てさらに詳しく検討する。 市販の各成分金属を適量秤取し、これを真空ア
ーク溶解炉の銅製ルツボ内に装入し、炉内を
99.99%アルゴン雰囲気とした後、約2000℃に加
熱溶融して約40gの次のような原子数組成のボタ
ン状合金塊14種類をそれぞれ製造した。即ち、 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.8Ti0.2(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 ZrMn2 各ボタン状試料をそれぞれ石英管にそう入し、
ロータリーポンプを用いて10-2Torrの真空下で
加熱炉内で1100℃、8時間保持した後、試料を石
英管に入れたまま水中に取出して急冷する均質熱
処理を施した。その後、合金を100μm前後に粉砕
した。 この合金15gを精秤してステンレス製水素吸
蔵・放出反応器に封入した。密封反応器を室温〜
150℃の温度で真空吸引して脱ガスを行つた後、
密閉反応容器に純度99.999%の水素を導入して30
Kg/cm2に加圧した所、室温で直ちに水素吸蔵反応
を開始した。充分に水素を吸蔵した後、再び真空
吸引した。合金の活性化は1回の水素吸蔵・放出
でほぼ完全に行なうことができた。この密封反応
容器を一定温度に維持した恒温槽に浸漬し、純度
99.999%の水素を導入して1〜30Kg/cm2に加圧
し、導入水素量と圧力変化を測定し圧力−組成等
温線から水素吸蔵量および吸蔵圧と放出圧との
差、ヒステリシスを求め、その結果を第1表に示
す。
【表】
【表】 第1表から明らかなように、本発明材料の基地
を構成している合金だけに着目した場合でも、従
来の材料(試料No.14)に比べて水素吸蔵量は大き
く、しかもヒステリシスは大幅に改善されてい
る。 (実施例 1) 次のような原子組成のボタン状水素吸蔵合金塊
15種類を、上述したと同様に製造し、均一熱処理
を施した。 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.8Ti0.2(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 ZrMn2 TiFe その後、合金を100μm前後に粉砕した。このよ
うにして製造したそれぞれの合金の表面を塩酸で
活性化した後、パラジウム塩による無電解メツキ
による100〜1000Å程度のパラジウム薄膜により
被覆し、これを水洗、アルコール洗浄を行ない、
乾燥した。 この材料15gを精秤してステンレス製水素吸
蔵・放出反応器に封入した。密封反応器を室温〜
150℃の温度で真空吸引して脱ガスを行なつた後、
密封反応器に純度99.999%の水素を導入して30
Kg/cm2に加圧した所、室温で直ちに水素吸蔵反応
を開始した。充分に水素を吸蔵した後、再び真空
吸引した。材料の活性化は1回の水素吸蔵・放出
でほぼ完全に行なうことができた。この密封反応
容器を一定温度に維持した恒温槽に浸漬し、水分
1000ppm含有する水素を導入して1〜30Kg/cm2
加圧し、導入水素量と圧力変化を測定し、圧力−
組成等温線から水素吸蔵量および吸蔵圧と放出圧
との差、ヒステリシスを求めその結果を第2表に
示す。 第2表から明らかなように、本発明材料は、従
来の材料(試料No.28,29)に比べて水素吸蔵量は
大きく、しかもヒステリシスは大幅に改善されて
いる。 (実施例 2) 次のような原子組成のボタン状水素吸蔵合金塊
15種類を、上述したと同様に製造し、均一熱処理
を施した。
【表】
【表】 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.8Ti0.2(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 ZrMn2 TiFe その後、合金を100μm前後に粉砕した。このよ
うにして製造した合金表面を、パラジウムによる
真空下(10-4Torr)での蒸着によつて、パラジ
ウム薄膜により被覆した。この合金粉末をそのつ
どかくはんを行なつて蒸着を約10回程度繰り返し
て100〜1000Å程度のパラジウム薄膜で被覆させ
た。 この材料15gを精秤してステンレス製水素吸
蔵・放出反応器に封入した。密封反応器を実施例
1と同様に操作して材料の活性化を行なつた。材
料の活性化は1回の水素吸蔵・放出でほぼ完全に
行なえた。この密封反応器を一定温度に維持した
恒温槽に浸漬し、水分1000ppm;酸素1000ppm、
炭素ガス1%を含有する水素を導入して1〜30
Kg/m2に加圧し、導入水素量と圧力変化を測定
し、圧力−組成等温線から水素吸蔵量および吸蔵
圧と放出圧との差、ヒステリシスを求め、その結
果を第3表に示す。
【表】 第3表から明らかなように、本発明材料は従来
の材料(試料No.43,44)に比べて水素吸蔵量は大
きく、しかもヒステリシスは大幅に改善されてい
る。 (実施例 3) 次のような原子組成のボタン状水素吸蔵合金塊
15種類を、上述したと同様に製造し、均一熱処理
を施した。 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.8Ti0.2(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 ZrMn2 TiFe その後、合金を100μm前後に粉砕した。このよ
うにして製造した合金表面を塩酸で活性化した
後、塩化銅による無電解メツキにより、100〜
1000Å程度の銅薄膜により被覆し、これを水洗、
アルコール洗浄を行ない、乾燥した。 この材料15gを精秤してステンレス製水素吸
蔵・放出反応器に封入した。密封反応器を実施例
1と同様に操作して材料の活性化を行なつた。材
料の活性化は1回の水素吸蔵・放出でほぼ完全に
行なうことができた。この密封反応器を一定温度
に維持した恒温槽に浸漬し、水分1000ppmを含有
する水素を導入して1〜30Kg/cm2に加圧し、導入
水素量と圧力変化を測定し、圧力−組成等温線か
ら水素吸蔵量および吸蔵圧と放出圧との差、ヒス
テリシスを求め、その結果を第4表に示す。
【表】 第4表から明らかなように、本発明材料は従来
の材料(試料No.58,59)に比べて水素吸蔵量は大
きく、しかもヒステリシスは大幅に改善されてい
る。 (実施例 4) 次のような原子組成のボタン状水素吸蔵合金塊
15種類を、上述したと同様に製造し、均一熱処理
を施した。 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Nb0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.5Cr0.4Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.4Cr0.2Fe0.42 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 Zr0.95Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr1.2Ti0.05(Mn0.8Cr0.1Co0.12 Zr0.8Ti0.2(Mn0.8Cr0.1Fe0.12 ZrMn2 TiFe その後、合金を100μm前後に粉砕した。このよ
うにして製造した合金表面を塩酸で活性化した
後、塩化ニツケルによる無電解メツキにより、
100〜1000Å程度のニツケル薄膜により被覆し、
これを水洗、アルコール洗浄を行ない、乾燥し
た。 この材料15gを精秤してステンレス製水素吸
蔵・放出反応器に封入した。密封反応器を実施例
1と同様に操作して材料の活性化を行なつた。材
料の活性化は1回の水素吸蔵・放出でほぼ完全に
行なうことができた。この密封反応器を一定温度
に維持した恒温槽に浸漬し、水分1000ppmを含有
する水素を導入して1〜30Kg/cm2に加圧し、導入
水素量と圧力変化を測定し、圧力−組成等温線か
ら水素吸蔵量および吸蔵圧と放出圧の差、ヒステ
リシスを求め、その結果を第5表に示す。
【表】 第5表から明らかなように、本発明材料は従来
の材料(試料No.73,74)に比べて水素吸蔵量は大
きく、しかもヒステリシスは大幅に改善されてい
る。 (本発明の効果) 本発明材料は、上記の諸特性を有することか
ら、本発明材料を使用することにより、下記の如
き効果をあげることができる。 水素吸蔵量は従来の合金より大きい。 水素の吸蔵圧と放出圧の差、即ちヒステリシ
スが従来の合金に比べて極めて小さいので、水
素吸蔵能力や反応熱を有効に利用することがで
きる。 水分、酸素、炭酸ガスなどの不純物を含有す
る水素の吸蔵・放出を繰り返しても材料の劣化
は実質的に少ない。 活性化は容易で、水素吸蔵・放出速度も大き
く、従来の材料とほぼ同等あるいはそれ以上で
ある。 本発明材料は、以上の通り水素吸蔵・放出用材
料として要求される諸性能をすべて具備してお
り、特に水素吸蔵量、ヒステリシスは、従来の水
素吸蔵・放出用材料に比べて大幅に改善されてい
る。また、この材料は活性化が容易で、水分、酸
素など不純物を含有する水素を密度高く吸蔵する
ことができるなど、従来の材料に比べて数々の特
長を有する。従つて、水素吸蔵・放出用材料の用
途、水素の貯蔵・精製システム、水素の分離回収
システム、減圧下におけるゲツター材料としての
利用、水素の吸蔵・放出反応に伴う反応熱を利用
するシステム応用分野への用途などに卓越した効
果を発揮する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 原子数組成で示性式がZrxAy(Mn1-k-lCrkQl
    2で示される合金粒子の表面がPd,Cu,Niのな
    かから選ばれるいずれか1種の金属の薄膜により
    被覆されてなるジルコニウム系水素吸蔵および放
    出用材料。 (但し、式中AはTi,Nbのなかから選ばれる
    いずれか少なくとも1種の元素を、またQはCo,
    Feのなかから選ばれるいずれか少なくとも1種
    の元素をそれぞれ示し、0.5<x<1.5、0<y≦
    0.5、0<k<1、0<l<1、かつx+y≦2、
    k+l<1である。)
JP60210052A 1985-09-25 1985-09-25 ジルコニウム系水素吸蔵および放出用材料 Granted JPS6270544A (ja)

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