JPH06346167A - 水素吸蔵合金部材および水素吸蔵合金部材の製造方法 - Google Patents
水素吸蔵合金部材および水素吸蔵合金部材の製造方法Info
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- JPH06346167A JPH06346167A JP5159937A JP15993793A JPH06346167A JP H06346167 A JPH06346167 A JP H06346167A JP 5159937 A JP5159937 A JP 5159937A JP 15993793 A JP15993793 A JP 15993793A JP H06346167 A JPH06346167 A JP H06346167A
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Abstract
吸蔵合金を得る。 【構成】 開口部を有す金属製容器1内に、水素吸蔵
合金からなる多孔体焼結体2を収容し、開口部を多孔性
金属焼結体3で塞ぐ。Mg又はMg合金粉末造孔剤を水
素吸蔵合金粉末に混合して、開口部を有す金属製容器内
に収容し、開口部をMg又はMg合金粉末混合の金属粉
末で密閉して、加圧成形した後、造孔剤を蒸発分離さ
せ、さらに成形体を焼結する。 【効果】 水素の必要な通気路が確保された上で機械
特性が向上する。また、水素吸蔵合金の耐微分化性、不
純物耐久性も向上する。
Description
て、水素を吸収、放出する水素吸蔵合金を用いた水素吸
蔵合金部材およびその製造方法に関するものである。
収、放出を効率的に行なわせるように、水素吸蔵合金を
多孔体状にして使用する方法が提案されている。このよ
うな多孔体を粉末冶金法によって製造する際には、通
常、水素吸蔵合金粉末の粒形や粒度を制御して、特定寸
法の粒径を有する粉末を選別し、必要に応じては重炭酸
アンモニウム(融点(急速加熱)107.5℃、36〜
60℃で分解開始)やステアリン酸亜鉛(融点120
℃、ステアリン酸自身の分解380℃)などの造孔剤を
加えて、加圧力や焼結温度を調整しながら焼結製品の多
孔率を制御している。
では、加圧力を増した場合には、気孔径が小さくなった
り気孔率が低下したりするので、十分な多孔率を得るた
めには加圧力を低く設定しなければならない。しかし、
原料粉末に十分な圧力を加えることができないと、焼結
前の成形体の強度が低くなり、保型性が悪くて製造が困
難になる場合があり、また、水素吸蔵合金の焼結性が良
好でないことと相まって、得られた焼結製品の機械的性
質は良好ではない。また、水素吸蔵合金は水素の吸収、
放出を繰返すうちに脆くなって微粉化し、さらにこれが
飛散するという問題がある。本願発明は上記事情を背景
としてなされたものであり、水素吸蔵合金をカプセル化
して機械的特性を改善し、さらに耐微粉化性等を向上さ
せた水素吸蔵合金部材およびその製造方法を提供するも
のである。
吸蔵合金部材は、一部に開口部を有す金属製容器内に、
水素吸蔵合金からなる多孔体焼結体が収容されており、
前記開口部が多孔性金属焼結体で塞がれていることを特
徴とする。また、本願発明の水素吸蔵合金部材の製造方
法は、Mg粉末またはMg合金粉末を造孔剤として、水
素吸蔵合金粉末に適量混合した後、これを一部が開口し
た金属製容器内に収容し、さらに金属製容器の開口部
を、Mg粉末またはMg合金粉末を混合した金属粉末で
密閉して、収容物を加圧成形した後、この成形体を減圧
下で加熱処理して造孔剤を蒸発分離させ、さらに成形体
を焼結することを特徴とする。さらに第3の発明は、第
2の発明において、水素吸蔵合金粉末または金属粉末に
混合するMg粉末またはMg合金粉末が、その混合体積
割合が2〜50%の範囲内にあることを特徴とする。
ム粉末またはマグネシウム合金は、純マグネシウムの沸
点1090℃や融点650℃を大きく変化させず、かつ
原料粉と著しい反応を起こさないものであればよい。原
料粉の種類によっては、反応を抑制するためにマグネシ
ウムに添加元素を加えて合金とするが、添加元素の種類
や量は原料粉の種類や処理温度により適宜決定される。
このマグネシウム粉末とマグネシウム合金粉末とは混合
して使用することも可能であり、2種以上のマグネシウ
ム合金粉末を用いることも可能である。
類、形状、寸法、目的の気孔の形状、寸法、分布などに
より大きく左右され、それぞれの目的に合うように適宜
決定される。例えば気孔の形状を制御する場合には、そ
れに合わせてこれら粉末の形状を繊維状、薄片状、球状
などとする。これら粉末の形状は、複数組み合わせるこ
とも可能であり、また、多孔体の位置によって異なる形
状を選定することも可能である。上記造孔剤を混合する
水素吸蔵合金粉末の種別は、特に限定されるものではな
い。また、この混合粉末には、結合剤などの適当な添加
剤を含むものであってもよい。混合粉末は、そのまま金
属製容器に収容する他、ペレット状などに成形すること
も可能である。
のMgとの反応性が低いものが望ましく、例えば、ステ
ンレス鋼などの鉄、鉄基材料などが挙げられる。金属製
容器は、少なくとも一部に開口部を有するものであれば
よく、その形状も特に限定されない。開口部は、混合粉
末の出入口になるとともに、水素吸蔵合金部材製品では
水素の吸収、放出の通気路となる部分であり、形状、
数、形成位置などは適宜選定される。金属製容器内に収
容された収容物は、収容物単独で、または金属製容器と
ともに加圧成形される。なお、成形方法は特に限定され
るものではなく、適宜選定できる。
処理は、低圧または真空の減圧下で行う。低圧下では、
適当な雰囲気に調整することも可能である。加熱処理の
温度、時間は対象となる成形体の寸法、材質等によって
変化するが、最高加熱温度としてはマグネシウムの沸点
1070℃を超えることが望ましく、その温度に保持す
る時間は、その温度に達するまでの加熱処理工程などに
依存し、通常数分から数十分とみられる。造孔剤を蒸発
・分離した後は、常法による焼結を行う。なお、焼結
は、上記加熱処理に連続して行うことも可能である。
合金粉末を原料粉末と混合し、これを金属製容器に収容
して成形することにより、十分に大きな圧力を加えても
これら粉末による孔用の空間が確実に確保され、適当な
加圧力により適当な強度を有する圧粉体を成形すること
ができる。そして、上記開口部は、金属粉末とMg粉末
またはMg合金粉末との混合粉末で塞がれるので、水素
吸蔵合金は、金属製容器などによって周囲を囲まれてい
る。
殆ど反応しない。したがって、Mgまたはその合金粉末
は、この水素吸蔵合金粉末、金属粉末と高温に至るまで
両立性が保たれる。また、Mgとの反応性が比較的高い
水素吸蔵合金を用いる場合には、Mgまたはその合金粉
末の表面を処理することなどにより、両立性を確保する
ことができる。粉末の表面処理の例として、薄い酸化皮
膜の形成やセラミックによる被覆などを挙げることがで
きる。
するMgまたはMg合金粉末は、体積比で5〜50%の
範囲内とするのが望ましい。これは、5%未満である
と、通気路として確保される空間が不十分であり、水素
吸蔵特性を損なうためであり、50%を越えると、水素
吸蔵合金粉末では、水素吸蔵合金量が少なくて、水素吸
蔵特性が不十分であり、金属粉末では、水素吸蔵合金の
耐酸化性、不純物耐久性が低下するためである。
グネシウムまたはその合金粉末は、良好に蒸発分離して
所望の気孔が形成される。この成形体を焼結することに
より、所望の気孔を有する焼結体が得られる。しかも、
金属製容器の開口部を覆っていた金属粉末も所定の気孔
を有す焼結体となり、水素吸蔵合金は通気路が確保され
た状態で強固かつ確実にカプセル化される。なお、原料
粉末に上記造孔剤用粉末を混合する際に、造孔剤用粉末
の量的比を位置によって変えることにより、成形時に特
別な加圧制御を行うことなく、気孔分布が意図するよう
に変化している焼結体を得ることができる。
の粉末を蒸発分離させることにより、この粉末の形状に
合った形状を有する気孔が形成されるので、気孔形状を
容易に制御することができる。そして、本願発明の水素
吸蔵合金部材によれば、水素吸蔵合金は金属製容器に収
容されており、良好な機械特性が得られる。そして、金
属焼結体および水素吸蔵合金焼結体中の孔部分を通し
て、水素の通気路が確保されており、効率よく水素の吸
収、放出がなされ。また、水素吸蔵合金は、必要な通気
路を除いて金属製容器及び金属焼結体で周囲を覆われて
いるので、微分化が防止される。また、不純物ガスなど
との接触が少なくなるので、不純物に対する耐久性が飛
躍的に向上する。
た実施例を以下に説明する。100メッシュ以下の粒径
で、約100Ciのトリチウムを貯蔵可能なZrNi化
合物粉を用意し、このZrNi化合物粉と100メッシ
ュ以下のマグネシウム粉を体積比9:1の割合で混合し
た。この混合粉を750kg/cm2で加圧してペレッ
ト化し、図1に示すように、内径10mm、長さ3m
m、厚さ0.5mmのステンレス鋼製チューブ1にペレ
ット2を収容した。さらにチューブ1の両端を、100
メッシュ以下のステンレス鋼粉と100メッシュ以下の
マグネシウム粉とを混合した混合粉3を約1mm厚で覆
った。なお、この混合粉3におけるステンレス鋼粉とマ
グネシウム粉との体積混合比は、0〜30%の範囲で変
化させた。
加圧してカプセル化し、さらに1100℃で20分間真
空中で加熱してチューブ入りの多孔性焼結体を作製し
た。このチューブ入り焼結体を600℃で1時間の加熱
排気処理を施した後、高純度水素を用いて第一回目の水
素吸収特性を測定した。その結果を、ステンレス鋼粉へ
のMg粉混合程度をパラメータとして図2に示した。図
中では、この混合程度は(ステンレス鋼粉+Mg粉)に
対するステンレス鋼粉の体積%で示した。さらに、上記
吸収特性を測定した焼結体の一部について、大気に暴露
して活性を失わせ、再び加熱排気処理を施した後、水素
吸収速度を測定し、その結果を図3に示した。
ス粉にMg粉を混合することにより、水素吸収速度が大
きくなっており、試験例中では、95vol%のステン
レス鋼粉(Mg粉;5vol%)を用いた試験材が最も
優れている。また、このように作製した水素吸蔵合金部
材は、水素の吸収によって微分化することはなかった。
また、図3の結果から空気暴露後の再活性化に対するカ
プセル化の効果が判明した。水素吸蔵合金をMg粉を混
合したステンレス粉で覆うことにより、再活性されやす
くなっている。このことは、不純物ガスに対する耐久性
が向上していることを示している。試験例中では、第一
回目の水素吸収特性が最も優れていた95vol%のス
テンレス鋼粉(Mg粉;5vol%)を用いた試験材が
この試験でも最も優れていた。
合金によれば、一部に開口部を有す金属製容器内に、水
素吸蔵合金からなる多孔体焼結体が収容されており、前
記開口部が多孔性金属焼結体で塞がれているので、水素
の必要な通気路が確保された上で良好な機械特性が得ら
れる。また、水素吸蔵合金は金属製容器及び金属焼結体
で周囲を覆われているので、微分化が防止され、不純物
耐久性も向上する。また、本願発明の水素吸蔵合金部材
の製造方法によれば、Mg粉末またはMg合金粉末を造
孔剤として、水素吸蔵合金粉末に適量混合した後、この
混合粉末を一部が開口した金属製容器内に収容し、さら
に金属製容器の開口部を、Mg粉末またはMg合金粉末
を混合した金属粉末で密閉して、混合粉末を加圧成形し
た後、この成形体を減圧下で加熱処理して造孔剤を蒸発
分離させ、さらに成形体を焼結するので、通気路が確保
された状態で水素吸蔵合金がカプセル化され、機械的特
性が優れた水素吸蔵合金の焼結体が得られる。この焼結
体はカプセル化されているので耐微粉化性に優れてお
り、また任意の形状にも容易に製造することができる。
さらに、水素吸蔵合金は、その周囲が必要な通気性は保
った状態で覆われるので、耐酸化性に優れており、不純
物耐久性が向上し、活性化も容易になる効果がある。
材の断面図である。
グラフである。
すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 一部に開口部を有す金属製容器内に、水
素吸蔵合金からなる多孔体焼結体が収容されており、前
記開口部が多孔性金属焼結体で塞がれていることを特徴
とする水素吸蔵合金部材 - 【請求項2】 Mg粉末またはMg合金粉末を造孔剤と
して、水素吸蔵合金粉末に適量混合した後、これを一部
が開口した金属製容器内に収容し、さらに金属製容器の
開口部を、Mg粉末またはMg合金粉末を混合した金属
粉末で密閉して、収容物を加圧成形した後、この成形体
を減圧下で加熱処理して造孔剤を蒸発分離させ、さらに
成形体を焼結することを特徴とする水素吸蔵合金部材の
製造方法 - 【請求項3】 水素吸蔵合金粉末または金属粉末に混合
するMg粉末またはMg合金粉末は、その混合体積割合
が2〜50%の範囲内にあることを特徴とする請求項1
記載の水素吸蔵合金部材の製造方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5159937A JP2790598B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 水素吸蔵合金部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5159937A JP2790598B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 水素吸蔵合金部材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06346167A true JPH06346167A (ja) | 1994-12-20 |
JP2790598B2 JP2790598B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=15704420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5159937A Expired - Lifetime JP2790598B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 水素吸蔵合金部材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2790598B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005531689A (ja) * | 2002-06-03 | 2005-10-20 | フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 最終輪郭に近い高多孔質金属成形体の製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55126199A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hydrogen storage container |
JPS59146901A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 金属水素化物反応容器及びその製造方法 |
JPS62120403A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-01 | Permelec Electrode Ltd | 表面多孔質体チタン複合体の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-07 JP JP5159937A patent/JP2790598B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS55126199A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hydrogen storage container |
JPS59146901A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 金属水素化物反応容器及びその製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005531689A (ja) * | 2002-06-03 | 2005-10-20 | フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 最終輪郭に近い高多孔質金属成形体の製造方法 |
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JP2790598B2 (ja) | 1998-08-27 |
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