JPH06347391A - 水素吸蔵合金の特性測定方法及び測定装置 - Google Patents
水素吸蔵合金の特性測定方法及び測定装置Info
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- JPH06347391A JPH06347391A JP5137154A JP13715493A JPH06347391A JP H06347391 A JPH06347391 A JP H06347391A JP 5137154 A JP5137154 A JP 5137154A JP 13715493 A JP13715493 A JP 13715493A JP H06347391 A JPH06347391 A JP H06347391A
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- hydrogen
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水素吸蔵合金の反応速度の測定、解析に際し
て、水素圧力の測定データを記憶すべきメモリ12の容量
を、従来よりも大幅に削減出来る特性測定方法を明らか
にする。 【構成】 ジーベルツ装置14を用いて試料容器３内の水
素吸蔵合金の反応中の水素ガス圧力を圧力センサー６に
よって測定しつつ、該測定データをマイクロコンピュー
タ13へ供給して、水素吸蔵合金の反応速度をリアルタイ
ムで算出する。そして、該算出値が特定範囲内に達した
ときにのみ、そのときの水素ガス圧力をメモリ12に記憶
する。水素ガス圧力の測定終了後、メモリ12から読み出
したデータに基づいて、水素吸蔵合金の特性の解析、評
価を行なう。
て、水素圧力の測定データを記憶すべきメモリ12の容量
を、従来よりも大幅に削減出来る特性測定方法を明らか
にする。 【構成】 ジーベルツ装置14を用いて試料容器３内の水
素吸蔵合金の反応中の水素ガス圧力を圧力センサー６に
よって測定しつつ、該測定データをマイクロコンピュー
タ13へ供給して、水素吸蔵合金の反応速度をリアルタイ
ムで算出する。そして、該算出値が特定範囲内に達した
ときにのみ、そのときの水素ガス圧力をメモリ12に記憶
する。水素ガス圧力の測定終了後、メモリ12から読み出
したデータに基づいて、水素吸蔵合金の特性の解析、評
価を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジーベルツ装置を用い
て水素吸蔵合金の特性を測定する方法及び装置に関する
ものである。
て水素吸蔵合金の特性を測定する方法及び装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】水素吸蔵合金は、化石燃料の代替となる
新たなエネルギー源として注目を浴びており、特に、エ
ネルギー変換機能等の優秀性から、種々の応用システム
が研究されている。ところで、水素吸蔵合金の応用シス
テムの一つであるヒートポンプシステムにおいては、短
時間に水素吸収、排出サイクルを繰り返す必要があり、
その際の反応速度(水素吸放出速度)の測定、評価が、シ
ステム設計の上で不可欠となる。
新たなエネルギー源として注目を浴びており、特に、エ
ネルギー変換機能等の優秀性から、種々の応用システム
が研究されている。ところで、水素吸蔵合金の応用シス
テムの一つであるヒートポンプシステムにおいては、短
時間に水素吸収、排出サイクルを繰り返す必要があり、
その際の反応速度(水素吸放出速度)の測定、評価が、シ
ステム設計の上で不可欠となる。
【０００３】従来、図８に示す如きジーベルツ装置(14)
を用いた容積法によって、水素吸蔵合金の反応速度や、
平衡水素圧力Ｐと水素吸収量Ｃの関係を温度Ｔをパラメ
ータとして表わした圧力−組成等温線(Ｐ−Ｃ−Ｔ曲線)
が測定され(例えば特公昭63-10215号参照)、該測定結果
に基づいて水素吸蔵合金の平衡特性が評価される。
を用いた容積法によって、水素吸蔵合金の反応速度や、
平衡水素圧力Ｐと水素吸収量Ｃの関係を温度Ｔをパラメ
ータとして表わした圧力−組成等温線(Ｐ−Ｃ−Ｔ曲線)
が測定され(例えば特公昭63-10215号参照)、該測定結果
に基づいて水素吸蔵合金の平衡特性が評価される。
【０００４】図８のジーベルツ装置(14)においては、ガ
スホルダー(１)には、バルブ(４)を介して、試料(２)が
充填された試料容器(３)が連結されると共に、バルブ
(５)を介して、水素導入・排気管(51)が連結されてい
る。両バルブ(４)(５)を閉じた状態におけるガス圧及び
ガス温度は夫々圧力センサー(６)及び温度センサー(７)
によって測定される。
スホルダー(１)には、バルブ(４)を介して、試料(２)が
充填された試料容器(３)が連結されると共に、バルブ
(５)を介して、水素導入・排気管(51)が連結されてい
る。両バルブ(４)(５)を閉じた状態におけるガス圧及び
ガス温度は夫々圧力センサー(６)及び温度センサー(７)
によって測定される。
【０００５】上記ジーベルツ装置(14)を用いた反応速度
の測定は次の工程〜の実行によって行なわれる。 工程 両バルブ(４)(５)を開いて水素導入・排気管(5
1)からガスを排出し、系内を真空とする。 工程 バルブ(４)を閉じて水素導入・排気管(51)から
ガスホルダー(１)へ水素ガスを導入した後、バルブ(５)
を閉じる。 工程 バルブ(４)を開き、ガスホルダー(１)内の水素
ガスを試料(２)に吸収せしめる。これによって、ガスホ
ルダー(１)内のガス圧は徐々に低下する。 工程 充分な時間が経過して、ガス圧が一定、即ち平
衡状態となった後、バルブ(４)を閉じて、工程へ戻
る。
の測定は次の工程〜の実行によって行なわれる。 工程 両バルブ(４)(５)を開いて水素導入・排気管(5
1)からガスを排出し、系内を真空とする。 工程 バルブ(４)を閉じて水素導入・排気管(51)から
ガスホルダー(１)へ水素ガスを導入した後、バルブ(５)
を閉じる。 工程 バルブ(４)を開き、ガスホルダー(１)内の水素
ガスを試料(２)に吸収せしめる。これによって、ガスホ
ルダー(１)内のガス圧は徐々に低下する。 工程 充分な時間が経過して、ガス圧が一定、即ち平
衡状態となった後、バルブ(４)を閉じて、工程へ戻
る。
【０００６】この過程におけるガス圧が圧力センサー
(６)によって例えば０.２秒の周期で測定され、これら
の測定データがコンピュータのメモリに蓄積される。そ
して、ガス圧測定の終了後、前記メモリから測定データ
を読み出して、ガス圧変化の時間微係数を算出すること
によって、反応速度が求められるのである(例えばJourn
al of the Less-Common Metals,159(1990)83-90参照)。
(６)によって例えば０.２秒の周期で測定され、これら
の測定データがコンピュータのメモリに蓄積される。そ
して、ガス圧測定の終了後、前記メモリから測定データ
を読み出して、ガス圧変化の時間微係数を算出すること
によって、反応速度が求められるのである(例えばJourn
al of the Less-Common Metals,159(1990)83-90参照)。
【０００７】その後、水素ガス圧力の測定データの中か
ら、特定の複数種類の反応速度における測定データが抽
出され、図７に示す如きＰ−Ｃ−Ｔ曲線が描かれる。図
７の例では、反応速度が０sl/min・kg(即ち平衡状態)、
５sl/min・kg、１０sl/min・kg、及び１５sl/min・kgのと
きの水素吸収量と水素圧力の関係がグラフ化されてい
る。尚、sl(スタンダードリットル)は、標準状態での容
積を表わす単位である。
ら、特定の複数種類の反応速度における測定データが抽
出され、図７に示す如きＰ−Ｃ−Ｔ曲線が描かれる。図
７の例では、反応速度が０sl/min・kg(即ち平衡状態)、
５sl/min・kg、１０sl/min・kg、及び１５sl/min・kgのと
きの水素吸収量と水素圧力の関係がグラフ化されてい
る。尚、sl(スタンダードリットル)は、標準状態での容
積を表わす単位である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、上記工程を例えば２０回繰り返す場
合、１回当りの平衡到達時間を１２０秒、測定周期を
０.２秒とすると、メモリに蓄積すべきデータの数が１
２０００個と膨大な値に達し、大容量のメモリが必要と
なる問題がある。
方法では、上記工程を例えば２０回繰り返す場
合、１回当りの平衡到達時間を１２０秒、測定周期を
０.２秒とすると、メモリに蓄積すべきデータの数が１
２０００個と膨大な値に達し、大容量のメモリが必要と
なる問題がある。
【０００９】本発明の目的は、水素吸蔵合金の反応速度
の測定、解析に際して、水素圧力の測定データを記憶す
べきメモリの容量を、従来よりも大幅に削減出来る特性
測定方法及び測定装置を明らかにすることである。
の測定、解析に際して、水素圧力の測定データを記憶す
べきメモリの容量を、従来よりも大幅に削減出来る特性
測定方法及び測定装置を明らかにすることである。
【００１０】
【課題を解決する為の手段】一般に、ヒートポンプ等の
応用システムにおいては、水素吸蔵合金の特性の解析、
評価に際して、図７に示す如く代表的な数種類の反応速
度におけるＰ−Ｃ−Ｔ曲線が必要となるに過ぎない。
応用システムにおいては、水素吸蔵合金の特性の解析、
評価に際して、図７に示す如く代表的な数種類の反応速
度におけるＰ−Ｃ−Ｔ曲線が必要となるに過ぎない。
【００１１】そこで、本発明においては、ジーベルツ装
置を用いて水素吸蔵合金の反応中の水素ガス圧力を測定
しつつ、該測定データの時間変化に基づいて水素吸蔵合
金の反応速度をリアルタイムで算出し、該算出値が特定
値或いは特定範囲内に達したときにのみ、そのときの水
素ガス圧力を含む最少限の測定データをメモリに記憶
し、その後、メモリから読み出したデータに基づいて、
水素吸蔵合金の特性の解析、評価を行なうこととした。
置を用いて水素吸蔵合金の反応中の水素ガス圧力を測定
しつつ、該測定データの時間変化に基づいて水素吸蔵合
金の反応速度をリアルタイムで算出し、該算出値が特定
値或いは特定範囲内に達したときにのみ、そのときの水
素ガス圧力を含む最少限の測定データをメモリに記憶
し、その後、メモリから読み出したデータに基づいて、
水素吸蔵合金の特性の解析、評価を行なうこととした。
【００１２】
【作用】ジーベルツ装置による水素ガス圧力の測定に関
しては従来と同様であって、圧力の測定データが一定周
期で次々と得られる。これと並行して、水素吸蔵合金の
反応速度が圧力の測定データに基づいてリアルタイムで
算出される。ここで、反応速度は、理想気体の状態方程
式と物質収支式に基づいて、水素ガス圧力の測定デー
タ、水素ガス温度、ジーベルツ装置の測定系の容積、試
料の重量等から、数値計算によって求めることが出来
る。
しては従来と同様であって、圧力の測定データが一定周
期で次々と得られる。これと並行して、水素吸蔵合金の
反応速度が圧力の測定データに基づいてリアルタイムで
算出される。ここで、反応速度は、理想気体の状態方程
式と物質収支式に基づいて、水素ガス圧力の測定デー
タ、水素ガス温度、ジーベルツ装置の測定系の容積、試
料の重量等から、数値計算によって求めることが出来
る。
【００１３】そして、算出された反応速度が特定値(或
いは特定範囲内)に達したか否かを判断し、特定値に達
したときにのみ、そのときの水素ガス圧力の測定データ
をメモリに記憶する。ここで、例えばジーベルツ装置(1
4)による上記工程の繰返し回数を２０回、１回当
りの平衡到達時間を１２０秒、圧力の測定周期を０.２
秒、特定の反応速度を３種類とした場合、メモリに蓄積
すべき圧力データの数は６０個で済み、従来の１２００
０個から大幅に減少することになる。
いは特定範囲内)に達したか否かを判断し、特定値に達
したときにのみ、そのときの水素ガス圧力の測定データ
をメモリに記憶する。ここで、例えばジーベルツ装置(1
4)による上記工程の繰返し回数を２０回、１回当
りの平衡到達時間を１２０秒、圧力の測定周期を０.２
秒、特定の反応速度を３種類とした場合、メモリに蓄積
すべき圧力データの数は６０個で済み、従来の１２００
０個から大幅に減少することになる。
【００１４】最後に、メモリから圧力の測定データを読
み出し、読み出したデータに基づいて例えば水素吸収量
を算出すれば、図７に示す如く各反応速度における動的
なＰ−Ｃ−Ｔ曲線を描くことが出来る。従って、該Ｐ−
Ｃ−Ｔ曲線に基づいて、水素吸蔵合金の特性の解析、評
価が可能となる。
み出し、読み出したデータに基づいて例えば水素吸収量
を算出すれば、図７に示す如く各反応速度における動的
なＰ−Ｃ−Ｔ曲線を描くことが出来る。従って、該Ｐ−
Ｃ−Ｔ曲線に基づいて、水素吸蔵合金の特性の解析、評
価が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係る水素吸蔵合金の特性測定方
法及び測定装置によれば、従来よりも大幅に少ないメモ
リ容量にて、水素吸蔵合金の反応速度の測定、解析が可
能となる。
法及び測定装置によれば、従来よりも大幅に少ないメモ
リ容量にて、水素吸蔵合金の反応速度の測定、解析が可
能となる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。図１は本発明の測定装置の構成を表わして
おり、従来と同一構成のジーベルツ装置(14)に、本発明
に係る測定回路を接続している。試料容器(３)は恒温槽
(８)内に設置されて、一定温度(２５℃)に保たれてい
る。
て詳述する。図１は本発明の測定装置の構成を表わして
おり、従来と同一構成のジーベルツ装置(14)に、本発明
に係る測定回路を接続している。試料容器(３)は恒温槽
(８)内に設置されて、一定温度(２５℃)に保たれてい
る。
【００１７】圧力センサー(６)及び温度センサー(７)に
よる測定データはデータロガー(10)によって取り込ま
れ、マイクロコンピュータ(13)へ供給される。そして、
この中で必要な測定データのみがメモリ(12)に格納され
る。尚、試料容器(３)は上記の如く一定温度に保たれる
から、水素ガス温度の測定は省略することが出来る。以
下、水素ガス温度を一定として説明する。
よる測定データはデータロガー(10)によって取り込ま
れ、マイクロコンピュータ(13)へ供給される。そして、
この中で必要な測定データのみがメモリ(12)に格納され
る。尚、試料容器(３)は上記の如く一定温度に保たれる
から、水素ガス温度の測定は省略することが出来る。以
下、水素ガス温度を一定として説明する。
【００１８】又、バルブ(４)(５)の開閉指令がＣＰＵ(1
1)から制御器(９)へ供給され、該制御器(９)によってバ
ルブ(４)(５)の開閉動作が制御される。
1)から制御器(９)へ供給され、該制御器(９)によってバ
ルブ(４)(５)の開閉動作が制御される。
【００１９】マイクロコンピュータ(13)による測定結果
や解析結果は出力装置(15)へ供給されて、例えば図７の
如きグラフとしてプリントアウトされ、或いは様々な解
析データがディスプレイに表示される。
や解析結果は出力装置(15)へ供給されて、例えば図７の
如きグラフとしてプリントアウトされ、或いは様々な解
析データがディスプレイに表示される。
【００２０】上記装置を用いた測定においては、ジーベ
ルツ装置(14)に関しては、下記の工程の実行に
よって水素ガス圧力が測定され、これによって、図４の
如く変化する一連の測定データが得られる。 工程 両バルブ(４)(５)を開いて水素導入・排気管(5
1)からガスを排出し、系内を真空とする。ここで、図４
の如く第１番目の測定点(ｔ＝０)における初期圧力Ｐｅ
0を０atm、水素吸収量Ｗ0を０wt％に設定する。 工程 バルブ(４)を閉じて水素導入・排気管(51)から
ガスホルダー(１)へ水素ガスを導入した後、バルブ(５)
を閉じる。ここで、第１番目の測定点の水素ガス導入圧
力をＰa1とする。 工程 バルブ(４)を開き、ガスホルダー(１)内の水素
ガスを試料(２)に吸収せしめる。これによって、第１番
目の水素ガス圧力Ｐe1(ｔ)は図示の如く時間ｔとともに
徐々に低下する。 工程 充分な時間が経過して、ガス圧力Ｐe1(ｔ)が図
示の如く一定、即ち平衡圧力Ｐe1となった後、バルブ
(４)を閉じて、工程へ戻る。このときのガス圧力Ｐe1
が第２番目の測定点の初期圧力Ｐa2となる。 以下、工程の１回の実行を１測定サイクルと呼
ぶ。
ルツ装置(14)に関しては、下記の工程の実行に
よって水素ガス圧力が測定され、これによって、図４の
如く変化する一連の測定データが得られる。 工程 両バルブ(４)(５)を開いて水素導入・排気管(5
1)からガスを排出し、系内を真空とする。ここで、図４
の如く第１番目の測定点(ｔ＝０)における初期圧力Ｐｅ
0を０atm、水素吸収量Ｗ0を０wt％に設定する。 工程 バルブ(４)を閉じて水素導入・排気管(51)から
ガスホルダー(１)へ水素ガスを導入した後、バルブ(５)
を閉じる。ここで、第１番目の測定点の水素ガス導入圧
力をＰa1とする。 工程 バルブ(４)を開き、ガスホルダー(１)内の水素
ガスを試料(２)に吸収せしめる。これによって、第１番
目の水素ガス圧力Ｐe1(ｔ)は図示の如く時間ｔとともに
徐々に低下する。 工程 充分な時間が経過して、ガス圧力Ｐe1(ｔ)が図
示の如く一定、即ち平衡圧力Ｐe1となった後、バルブ
(４)を閉じて、工程へ戻る。このときのガス圧力Ｐe1
が第２番目の測定点の初期圧力Ｐa2となる。 以下、工程の１回の実行を１測定サイクルと呼
ぶ。
【００２１】図４において、第ｎ番目の測定サイクルの
水素ガス圧力Ｐen(ｔ)は、初期圧力Ｐanから平衡圧力Ｐ
enまで徐々に低下している。この過程で、図５の如く一
定のサンプリング周期Δｔ(０.２秒)毎に圧力データが
サンプリングされる。尚、従来はこれらの測定データを
全てメモリに格納していたのであるが、本発明において
は、後述の如く必要なデータのみを抽出して、メモリ(1
2)に記憶する。
水素ガス圧力Ｐen(ｔ)は、初期圧力Ｐanから平衡圧力Ｐ
enまで徐々に低下している。この過程で、図５の如く一
定のサンプリング周期Δｔ(０.２秒)毎に圧力データが
サンプリングされる。尚、従来はこれらの測定データを
全てメモリに格納していたのであるが、本発明において
は、後述の如く必要なデータのみを抽出して、メモリ(1
2)に記憶する。
【００２２】ここで、水素吸収量の求め方について説明
する。理想気体の状態方程式と物質収支式より、第ｎ番
目の測定サイクルの水素吸収量Ｗn(wt％，合金単位重量
に吸収される水素ガスの重量の割合)は下記数１によっ
て求められる。
する。理想気体の状態方程式と物質収支式より、第ｎ番
目の測定サイクルの水素吸収量Ｗn(wt％，合金単位重量
に吸収される水素ガスの重量の割合)は下記数１によっ
て求められる。
【００２３】
【数１】 Ｗn＝Ｗn-1＋ΔＷn ΔＷn＝201.6｛ＰanＶa＋Ｐe(n-1)Ｖb−Ｐen(Ｖa＋Ｖb)｝／ｗＲＴ 但し、Ｒは気体定数、Ｔは水素ガス温度、Ｖaはガスホ
ルダー(１)、圧力センサー(６)及びバルブ(４)(５)で仕
切られた系内の容積、Ｖbは試料容器(３)及びバルブ
(４)で仕切られた系内の容積、ｗは試料(２)の重量(ｇ)
である。
ルダー(１)、圧力センサー(６)及びバルブ(４)(５)で仕
切られた系内の容積、Ｖbは試料容器(３)及びバルブ
(４)で仕切られた系内の容積、ｗは試料(２)の重量(ｇ)
である。
【００２４】数１によれば、Ｗ0＝０として、Ｗ1、
Ｗ2、Ｗ3、…Ｗn、…を順次計算することが出来、これ
によって、データ列｛Ｐen、Ｗn｝(ｎ＝１、２、３、
…)が得られる。例えば平衡状態におけるデータを図７
のグラフにプロットすると、図中の実線で示す平衡状態
のＰ−Ｃ−Ｔ曲線が得られることになる。
Ｗ2、Ｗ3、…Ｗn、…を順次計算することが出来、これ
によって、データ列｛Ｐen、Ｗn｝(ｎ＝１、２、３、
…)が得られる。例えば平衡状態におけるデータを図７
のグラフにプロットすると、図中の実線で示す平衡状態
のＰ−Ｃ−Ｔ曲線が得られることになる。
【００２５】尚、水素吸収量の単位を［wt％］から［Ｈ
／Ｍ］(合金中の金属原子１個当りに吸収される水素原
子の数)へ換算する際の換算式は周知のところであるの
で、ここでは説明を省略する。
／Ｍ］(合金中の金属原子１個当りに吸収される水素原
子の数)へ換算する際の換算式は周知のところであるの
で、ここでは説明を省略する。
【００２６】時間ｔにおける水素吸蔵合金の反応速度Ｑ
n(ｔ)は、上記数１においてＰenをＰen(ｔ)、ＷnをＷ
n(ｔ)とおいて、Ｗn(ｔ)を時間ｔで微分することによっ
て、下記数２の如く得られる。
n(ｔ)は、上記数１においてＰenをＰen(ｔ)、ＷnをＷ
n(ｔ)とおいて、Ｗn(ｔ)を時間ｔで微分することによっ
て、下記数２の如く得られる。
【００２７】
【数２】Ｑn(ｔ)＝ｄＷn(ｔ)／ｄｔ ＝−Ｃ・ｄＰen(ｔ)／ｄｔ 但し、Ｃ＝201.6×(Ｖa＋Ｖb)／ｗＲＴ ここで、水素ガス圧力Ｐen(ｔ)の時間微分ｄＰen(ｔ)／
ｄｔは、ｎ番目の圧力−時間曲線の時間ｔにおける接線
の傾きを表わしている。
ｄｔは、ｎ番目の圧力−時間曲線の時間ｔにおける接線
の傾きを表わしている。
【００２８】図５において、バルブ(４)を開いたときの
時刻をｔ＝０とすると、(ｋ−１)番目及びｋ番目の計測
時刻ｔ＝(ｋ−１)Δｔ、ｔ＝ｋΔｔにおける水素ガス圧
力Ｐen((ｋ−１)Δｔ)、Ｐen(ｋΔｔ)の測定データを用
いて、時刻ｔ＝(ｋ−１／２)Δｔにおける反応速度Ｑ
n((ｋ−１／２)Δｔ)は下記数３によって表わされる。
時刻をｔ＝０とすると、(ｋ−１)番目及びｋ番目の計測
時刻ｔ＝(ｋ−１)Δｔ、ｔ＝ｋΔｔにおける水素ガス圧
力Ｐen((ｋ−１)Δｔ)、Ｐen(ｋΔｔ)の測定データを用
いて、時刻ｔ＝(ｋ−１／２)Δｔにおける反応速度Ｑ
n((ｋ−１／２)Δｔ)は下記数３によって表わされる。
【００２９】
【数３】 Ｑn((ｋ−１／２)Δｔ)＝−Ｃ｛Ｐen(ｋΔｔ)−Ｐen((ｋ−１)Δｔ)｝／Δｔ 数３によって算出される反応速度Ｑ(ｔ)を時間軸に対し
てプロットすると、図６に示す如きグラフが得られる。
てプロットすると、図６に示す如きグラフが得られる。
【００３０】ここで、評価の対象とすべき特定の反応速
度Ｑnmが、下記数４の如く時刻(ｋ−１／２)Δｔにおけ
る反応速度Ｑ′と時刻(ｋ＋１／２)Δｔにおける反応速
度Ｑ″の中間の値であるとする。
度Ｑnmが、下記数４の如く時刻(ｋ−１／２)Δｔにおけ
る反応速度Ｑ′と時刻(ｋ＋１／２)Δｔにおける反応速
度Ｑ″の中間の値であるとする。
【００３１】
【数４】Ｑ″＜Ｑnm＜Ｑ′ 時刻(ｋ−１／２)Δｔと時刻(ｋ＋１／２)Δｔにおける
水素吸収量Ｐen(ｔ)は下記数５によって算出する。
水素吸収量Ｐen(ｔ)は下記数５によって算出する。
【００３２】
【数５】 Ｐen((ｋ−１／２)Δｔ)＝｛Ｐen((ｋ−１)Δｔ)＋Ｐen(ｋΔｔ)｝／２ Ｐen((ｋ＋１／２)Δｔ)＝｛Ｐen(ｋΔｔ)＋Ｐen((ｋ＋１)Δｔ)｝／２
【００３３】このとき、反応速度Ｑnmに対応する水素ガ
ス圧力Ｐnmに関して下記数６が成立する。
ス圧力Ｐnmに関して下記数６が成立する。
【数６】 Ｐen((ｋ＋１／２)Δｔ)＜Ｐnm＜Ｐen((ｋ−１／２)Δｔ) 従って、水素ガス圧力Ｐnmは、数４の反応速度Ｑnmの内
分比を用いて、下記数７によって算出することが出来
る。
分比を用いて、下記数７によって算出することが出来
る。
【００３４】
【数７】Ｐnm＝（Ｑnm−Ｑ″)／(Ｑ′−Ｑ″) ×(Ｐen((ｋ−１／２)Δｔ)−Ｐen((ｋ＋１／２)Δｔ)) 又、このときの水素吸収量Ｗnmは、前記数１においてＰ
en＝Ｐnmとおくことによって算出することが出来る。
en＝Ｐnmとおくことによって算出することが出来る。
【００３５】以上の計算方法によって、第ｎ番目の測定
サイクルについての特定の反応速度Ｑnmにおける水素ガ
ス圧力及び水素吸収量(Ｐnm、Ｗnm)が求められることに
なる。ここで、特定の反応速度Ｑnmは１或いは複数種類
が設定される。例えば、Ｑn1＝５sl/min・kg、Ｑn2＝１
０sl/min・kg、及びＱn3＝１５sl/min・kgのときの各測定
サイクル(ｎ＝１、２、３、…)における(Ｐnm、Ｗnm)を
求めて、反応速度毎にこれらのデータをプロットするこ
とにより、図７に破線で示す動的なＰ−Ｃ−Ｔ曲線が得
られることになる。尚、図７は、ＬａＮｉ5合金を対象
として２５℃での水素吸収過程におけるＰ−Ｃ−Ｔ曲線
を実測した例である。
サイクルについての特定の反応速度Ｑnmにおける水素ガ
ス圧力及び水素吸収量(Ｐnm、Ｗnm)が求められることに
なる。ここで、特定の反応速度Ｑnmは１或いは複数種類
が設定される。例えば、Ｑn1＝５sl/min・kg、Ｑn2＝１
０sl/min・kg、及びＱn3＝１５sl/min・kgのときの各測定
サイクル(ｎ＝１、２、３、…)における(Ｐnm、Ｗnm)を
求めて、反応速度毎にこれらのデータをプロットするこ
とにより、図７に破線で示す動的なＰ−Ｃ−Ｔ曲線が得
られることになる。尚、図７は、ＬａＮｉ5合金を対象
として２５℃での水素吸収過程におけるＰ−Ｃ−Ｔ曲線
を実測した例である。
【００３６】図２及び図３は、図１のマイクロコンピュ
ータ(13)による測定手続きを表わしている。先ず図２の
ステップＳ１にて、測定サイクル繰り返し回数のカウン
ターであるｎを１に初期設定した後、ステップＳ２にて
前記バルブ(４)が開かれたかどうかを判断し、ＹＥＳの
ときは、更にステップＳ３にて、データサンプリング回
数のカウンターであるｋを１に初期設定する。
ータ(13)による測定手続きを表わしている。先ず図２の
ステップＳ１にて、測定サイクル繰り返し回数のカウン
ターであるｎを１に初期設定した後、ステップＳ２にて
前記バルブ(４)が開かれたかどうかを判断し、ＹＥＳの
ときは、更にステップＳ３にて、データサンプリング回
数のカウンターであるｋを１に初期設定する。
【００３７】次にステップＳ４にてタイマーｔをリセッ
トした後、ステップＳ５にてタイマーｔがサンプリング
周期Δｔに一致したか否かを判断する。ＹＥＳのとき
は、ステップＳ６にて、そのときのガス圧力Ｐen(ｋΔ
ｔ)を取り込む。そして、ステップＳ７にて最初の３つ
のガス圧力Ｐen(Δｔ)、Ｐen(２Δｔ)及びＰen(３Δｔ)
が取り込まれたかどうかを判断し、ＮＯの場合はステッ
プＳ８にてｋをカウントアップして、ステップＳ４に戻
る。
トした後、ステップＳ５にてタイマーｔがサンプリング
周期Δｔに一致したか否かを判断する。ＹＥＳのとき
は、ステップＳ６にて、そのときのガス圧力Ｐen(ｋΔ
ｔ)を取り込む。そして、ステップＳ７にて最初の３つ
のガス圧力Ｐen(Δｔ)、Ｐen(２Δｔ)及びＰen(３Δｔ)
が取り込まれたかどうかを判断し、ＮＯの場合はステッ
プＳ８にてｋをカウントアップして、ステップＳ４に戻
る。
【００３８】ステップＳ７にてＹＥＳと判断されたとき
は、図３のステップＳ９にて、前記数３に基づいて、時
刻ｔ＝(ｋ−１／２)Δｔにおける反応速度Ｑ′と、時刻
ｔ＝(ｋ＋１／２)Δｔにおける反応速度Ｑ″を計算す
る。そして、ステップＳ10にて、前記２つの反応速度
Ｑ′及びＱ″が特定の反応速度Ｑnmとの関係で前記数４
を満たすかどうかを判断し、ＮＯの場合はステップＳ11
にて、更にｋをカウントアップし、ステップＳ12にてｔ
をリセットする。
は、図３のステップＳ９にて、前記数３に基づいて、時
刻ｔ＝(ｋ−１／２)Δｔにおける反応速度Ｑ′と、時刻
ｔ＝(ｋ＋１／２)Δｔにおける反応速度Ｑ″を計算す
る。そして、ステップＳ10にて、前記２つの反応速度
Ｑ′及びＱ″が特定の反応速度Ｑnmとの関係で前記数４
を満たすかどうかを判断し、ＮＯの場合はステップＳ11
にて、更にｋをカウントアップし、ステップＳ12にてｔ
をリセットする。
【００３９】その後、ステップＳ13にてｔがΔｔに一致
したか否かを判断し、ＹＥＳのときは、ステップＳ14に
て、そのときのガス圧力Ｐen(ｋΔｔ)を取り込み、ステ
ップＳ９へ戻る。ステップＳ10にてＹＥＳと判断された
ときは、ステップＳ15にて、前記数５及び数７に基づい
て、水素ガス圧力Ｐnmを計算し、その結果をメモリに記
憶する。続いて、ステップＳ16にて、全ての特定の反応
速度Ｑnmについての水素ガス圧力Ｐnmの計算が終了した
かどうかを判断し、ＮＯのときはステップＳ11へ戻る。
したか否かを判断し、ＹＥＳのときは、ステップＳ14に
て、そのときのガス圧力Ｐen(ｋΔｔ)を取り込み、ステ
ップＳ９へ戻る。ステップＳ10にてＹＥＳと判断された
ときは、ステップＳ15にて、前記数５及び数７に基づい
て、水素ガス圧力Ｐnmを計算し、その結果をメモリに記
憶する。続いて、ステップＳ16にて、全ての特定の反応
速度Ｑnmについての水素ガス圧力Ｐnmの計算が終了した
かどうかを判断し、ＮＯのときはステップＳ11へ戻る。
【００４０】ステップＳ16にてＹＥＳと判断されたとき
は、ステップＳ17にて、測定サイクルの繰り返し回数ｎ
をカウントアップした後、ステップＳ18にて、ｎの値が
所定の最大繰り返し回数Ｎを越えたかどうかを判断し、
ＮＯのときは図２のステップＳ２に戻って、次の測定サ
イクルに移行する。ステップＳ18にてＹＥＳと判断され
たときは、測定手続きを終了する。
は、ステップＳ17にて、測定サイクルの繰り返し回数ｎ
をカウントアップした後、ステップＳ18にて、ｎの値が
所定の最大繰り返し回数Ｎを越えたかどうかを判断し、
ＮＯのときは図２のステップＳ２に戻って、次の測定サ
イクルに移行する。ステップＳ18にてＹＥＳと判断され
たときは、測定手続きを終了する。
【００４１】上記一連の手続きの実行によって、複数の
特定の反応速度Ｑnmにおける水素ガス圧力Ｐnmがメモリ
に登録されることになる。従って、その後、メモリから
水素ガス圧力Ｐnmを読み出して、必要な演算処理を施す
ことにより、図７に示す動的なＰ−Ｃ−Ｔ曲線を描くこ
とが出来、これに基づいて、水素吸蔵合金の特性を評価
することが出来る。
特定の反応速度Ｑnmにおける水素ガス圧力Ｐnmがメモリ
に登録されることになる。従って、その後、メモリから
水素ガス圧力Ｐnmを読み出して、必要な演算処理を施す
ことにより、図７に示す動的なＰ−Ｃ−Ｔ曲線を描くこ
とが出来、これに基づいて、水素吸蔵合金の特性を評価
することが出来る。
【００４２】上記測定方法及び測定装置においては、必
要な反応速度における水素ガス圧力のみをメモリに記憶
するから、例えばジーベルツ装置(14)による測定サイク
ルの繰返し回数を２０回、特定の反応速度を３種類とし
た場合には、メモリに蓄積すべき圧力データの数は６０
個で済み、小容量のメモリによっても測定、解析が可能
である。
要な反応速度における水素ガス圧力のみをメモリに記憶
するから、例えばジーベルツ装置(14)による測定サイク
ルの繰返し回数を２０回、特定の反応速度を３種類とし
た場合には、メモリに蓄積すべき圧力データの数は６０
個で済み、小容量のメモリによっても測定、解析が可能
である。
【００４３】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例え
ば、上記実施例では水素吸収過程における測定、評価を
行なっているが、水素放出過程における測定、評価も同
様に行なうことが出来るのは勿論である。
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例え
ば、上記実施例では水素吸収過程における測定、評価を
行なっているが、水素放出過程における測定、評価も同
様に行なうことが出来るのは勿論である。
【図１】本発明に係る特性測定装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】測定手続きの前半を表わすフローチャートであ
る。
る。
【図３】測定手続きの後半を表わすフローチャートであ
る。
る。
【図４】水素ガス圧力の時間変化を表わすグラフであ
る。
る。
【図５】第ｎ番目の測定サイクルにおける水素ガス圧力
の時間変化を拡大して表わすグラフである。
の時間変化を拡大して表わすグラフである。
【図６】サンプリングされた水素ガス圧力に基づく反応
速度の計算結果を表わすグラフである。
速度の計算結果を表わすグラフである。
【図７】平衡状態及び動的なＰ−Ｃ−Ｔ曲線を表わすグ
ラフである。
ラフである。
【図８】従来のジーベルツ装置の構成を示す図である。
(１) ガスホルダー (２) 試料 (３) 試料容器 (４) バルブ (５) バルブ (６) 圧力センサー (８) 恒温槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 齋藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ジーベルツ装置を用いて水素吸蔵合金の
反応中の水素ガス圧力を測定しつつ、該測定データの時
間変化に基づいて水素吸蔵合金の反応速度をリアルタイ
ムで算出し、該算出値が特定値或いは特定範囲内に達し
たときにのみ、そのときの水素ガス圧力を含む最少限の
測定データをメモリに記憶し、その後、メモリから読み
出したデータに基づいて、水素吸蔵合金の特性の解析、
評価を行なうことを特徴とする水素吸蔵合金の特性測定
方法。 - 【請求項２】 水素吸蔵合金の反応中の水素ガス圧力を
測定するためのジーベルツ装置を具えた水素吸蔵合金の
特性測定装置において、データの書込み及び読出しが可
能なメモリと、ジーベルツ装置によって測定される水素
ガス圧力に基づいて水素吸蔵合金の反応速度をリアルタ
イムで算出する手段と、該算出値が特定値或いは特定範
囲内に達したときにのみ、そのときの水素ガス圧力を含
む最少限の測定データをメモリに記憶する手段と、メモ
リから読み出したデータに基づいて水素吸蔵合金の特性
の解析、評価を行なう手段と、前記解析、評価の結果を
出力する手段とを具えたことを特徴とする水素吸蔵合金
の特性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5137154A JPH06347391A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 水素吸蔵合金の特性測定方法及び測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5137154A JPH06347391A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 水素吸蔵合金の特性測定方法及び測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347391A true JPH06347391A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15192089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5137154A Pending JPH06347391A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 水素吸蔵合金の特性測定方法及び測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06347391A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168612A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | R-Dec Co Ltd | 水素量測定装置 |
| KR101319451B1 (ko) * | 2010-12-01 | 2013-10-17 | (주)오선텍 | 수소 저장 합금의 압력-조성 등온선의 측정시스템 |
| JP2013238444A (ja) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Nippon Bell Kk | ガス吸着量測定方法 |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP5137154A patent/JPH06347391A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168612A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | R-Dec Co Ltd | 水素量測定装置 |
| KR101319451B1 (ko) * | 2010-12-01 | 2013-10-17 | (주)오선텍 | 수소 저장 합금의 압력-조성 등온선의 측정시스템 |
| JP2013238444A (ja) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Nippon Bell Kk | ガス吸着量測定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020402 |