JPH07101701A - 水素吸蔵金属への水素又はその同位体の吸蔵方法 - Google Patents
水素吸蔵金属への水素又はその同位体の吸蔵方法Info
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- JPH07101701A JPH07101701A JP5269609A JP26960993A JPH07101701A JP H07101701 A JPH07101701 A JP H07101701A JP 5269609 A JP5269609 A JP 5269609A JP 26960993 A JP26960993 A JP 26960993A JP H07101701 A JPH07101701 A JP H07101701A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水素吸蔵金属に水素又はその同位体（例え
ば、重水素）を電解法により吸蔵させるのに、アルカリ
金属を含まないアルカリ性電解液を用いることにより、
水素吸蔵率Ｈ／Ｐｄ＞０．９６又は、重水素吸蔵率Ｄ／
Ｐｄ＞０．９を再現性よく得ることのできる水素又はそ
の同位体の吸蔵方法を提供する。 【構成】 電解液に、水酸化テトラアルキルアンモニウ
ム（（Ｃn Ｈ2n+1）4 ＮＯＨ）の溶液、又は重水酸化テ
トラアルキルアンモニウム（（Ｃn Ｈ2n+1）4 ＮＯＤ）
の溶液を用いて電解することにより、水素吸蔵金属であ
るＰｄ電極に水素又はその同位体を吸蔵させる。過電圧
が−０．６Ｖのとき水素吸蔵率Ｈ／Ｐｄが０．９９とな
った。
ば、重水素）を電解法により吸蔵させるのに、アルカリ
金属を含まないアルカリ性電解液を用いることにより、
水素吸蔵率Ｈ／Ｐｄ＞０．９６又は、重水素吸蔵率Ｄ／
Ｐｄ＞０．９を再現性よく得ることのできる水素又はそ
の同位体の吸蔵方法を提供する。 【構成】 電解液に、水酸化テトラアルキルアンモニウ
ム（（Ｃn Ｈ2n+1）4 ＮＯＨ）の溶液、又は重水酸化テ
トラアルキルアンモニウム（（Ｃn Ｈ2n+1）4 ＮＯＤ）
の溶液を用いて電解することにより、水素吸蔵金属であ
るＰｄ電極に水素又はその同位体を吸蔵させる。過電圧
が−０．６Ｖのとき水素吸蔵率Ｈ／Ｐｄが０．９９とな
った。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素吸蔵金属へ水素又
は重水素を高い吸蔵率で吸蔵させる方法に関する。この
ようにして高密度に水素又はその同位体を充填した水素
吸蔵性陰極は、ニッケル水素化物電池、コールド・フュ
ージョン等への応用が可能である。
は重水素を高い吸蔵率で吸蔵させる方法に関する。この
ようにして高密度に水素又はその同位体を充填した水素
吸蔵性陰極は、ニッケル水素化物電池、コールド・フュ
ージョン等への応用が可能である。
【０００２】
【従来の技術】パラジウム等の水素吸蔵金属材料を陰極
とし白金を陽極として、直流電流を供給して重水酸化リ
チウムＬｉＯＤを含んだ重水Ｄ2 Ｏの電気分解を行な
い、この電気分解において陰極で発生した重水素原子を
陰極に吸蔵し続けることによって、入力エネルギーに対
して高い出力エネルギーが得られたことが知られてい
る。このような現象を起こすためには、陰極であるパラ
ジウム電極に重水素元素Ｄをできる限り吸蔵させること
が必要であり、一般には重水素吸蔵率が原子比（Ｄ／Ｐ
ｄ）で０．８３以上でなければならないといわれてい
る。
とし白金を陽極として、直流電流を供給して重水酸化リ
チウムＬｉＯＤを含んだ重水Ｄ2 Ｏの電気分解を行な
い、この電気分解において陰極で発生した重水素原子を
陰極に吸蔵し続けることによって、入力エネルギーに対
して高い出力エネルギーが得られたことが知られてい
る。このような現象を起こすためには、陰極であるパラ
ジウム電極に重水素元素Ｄをできる限り吸蔵させること
が必要であり、一般には重水素吸蔵率が原子比（Ｄ／Ｐ
ｄ）で０．８３以上でなければならないといわれてい
る。
【０００３】従来、電解液に浸されている水素吸蔵金
属、例えば、パラジウム電極を用いて、電解によりパラ
ジウム電極へ水素を吸蔵させる方法では、１Ｍ ＬｉＯ
Ｈを用いるとパラジウムにおける水素吸蔵率は、Ｈ／Ｐ
ｄ≦０．９６であり、重水素を吸蔵させた場合、１Ｍ
ＬｉＯＤを用いるとＤ／Ｐｄ≦０．８８である。なお、
上記の電解条件において、電解液中にチオ尿素（Ｎ
Ｈ2 ）2 を６００μＭ添加すると、最大Ｈ／Ｐｄ＝１．
０５、Ｄ／Ｐｄ＝０．９４が得られることが知られてい
る。
属、例えば、パラジウム電極を用いて、電解によりパラ
ジウム電極へ水素を吸蔵させる方法では、１Ｍ ＬｉＯ
Ｈを用いるとパラジウムにおける水素吸蔵率は、Ｈ／Ｐ
ｄ≦０．９６であり、重水素を吸蔵させた場合、１Ｍ
ＬｉＯＤを用いるとＤ／Ｐｄ≦０．８８である。なお、
上記の電解条件において、電解液中にチオ尿素（Ｎ
Ｈ2 ）2 を６００μＭ添加すると、最大Ｈ／Ｐｄ＝１．
０５、Ｄ／Ｐｄ＝０．９４が得られることが知られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の水素吸蔵金
属への水素又は重水素の吸蔵方法においては、電解液と
してＬｉＯＨ又はＬｉＯＤが用いられていたが、電解液
としてアルカリ金属（例えば、Ｌｉ）を含むアルカリ性
電解液（例えば、１Ｍ ＬｉＯＨ）を用いた場合、電解
液中のアルカリ金属イオンが水素吸蔵金属への水素又は
その同位体の吸蔵を阻害する事実を本発明者らが初めて
発見した（実施例２にその実験の詳細を示す。）。
属への水素又は重水素の吸蔵方法においては、電解液と
してＬｉＯＨ又はＬｉＯＤが用いられていたが、電解液
としてアルカリ金属（例えば、Ｌｉ）を含むアルカリ性
電解液（例えば、１Ｍ ＬｉＯＨ）を用いた場合、電解
液中のアルカリ金属イオンが水素吸蔵金属への水素又は
その同位体の吸蔵を阻害する事実を本発明者らが初めて
発見した（実施例２にその実験の詳細を示す。）。
【０００５】一方、アルカリ金属を含まない酸性電解液
中、例えば、硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）中で電解を行なう場
合、アルカリ性電解液中で電解を行なうよりもパラジウ
ムの水素過電圧が低いため、水素吸蔵率が低くなること
が、本発明者等によりFrontiers of Cold Fusion, Proc
eedings of ICCF3 (1992) P31-45において明らかにされ
ている。
中、例えば、硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）中で電解を行なう場
合、アルカリ性電解液中で電解を行なうよりもパラジウ
ムの水素過電圧が低いため、水素吸蔵率が低くなること
が、本発明者等によりFrontiers of Cold Fusion, Proc
eedings of ICCF3 (1992) P31-45において明らかにされ
ている。
【０００６】したがって、電解法によって水素又はその
同位体の高吸蔵率を得るためには、アルカリ金属を含ま
ないアルカリ性電解液を使用する方法の検討が必要とさ
れる。
同位体の高吸蔵率を得るためには、アルカリ金属を含ま
ないアルカリ性電解液を使用する方法の検討が必要とさ
れる。
【０００７】そこで本発明は、これらの知見に基づい
て、水素吸蔵金属に水素又はその同位体（例えば、重水
素）を電解法により吸蔵させる方法において、アルカリ
金属を含まないアルカリ性電解液を用いることにより、
水素吸蔵率Ｈ／Ｐｄ＞０．９６又は、重水素吸蔵率Ｄ／
Ｐｄ＞０．９を再現性よく得ることのできる水素又はそ
の同位体の吸蔵方法を提供することを目的とする。
て、水素吸蔵金属に水素又はその同位体（例えば、重水
素）を電解法により吸蔵させる方法において、アルカリ
金属を含まないアルカリ性電解液を用いることにより、
水素吸蔵率Ｈ／Ｐｄ＞０．９６又は、重水素吸蔵率Ｄ／
Ｐｄ＞０．９を再現性よく得ることのできる水素又はそ
の同位体の吸蔵方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために、本発明は、電解液中に浸した水素吸蔵金属に
水素及びその同位体を電解法により吸蔵させる方法にお
いて、水酸化テトラアルキルアンモニウム（（Ｃn Ｈ
2n+1）4 ＮＯＨ）の溶液、又は重水酸化テトラアルキル
アンモニウム（（Ｃn Ｈ2n+1）4 ＮＯＤ）の溶液を電解
液に用いて、水素又はその同位体を吸蔵させることを特
徴とする水素又はその同位体の吸蔵方法とするものであ
る。
るために、本発明は、電解液中に浸した水素吸蔵金属に
水素及びその同位体を電解法により吸蔵させる方法にお
いて、水酸化テトラアルキルアンモニウム（（Ｃn Ｈ
2n+1）4 ＮＯＨ）の溶液、又は重水酸化テトラアルキル
アンモニウム（（Ｃn Ｈ2n+1）4 ＮＯＤ）の溶液を電解
液に用いて、水素又はその同位体を吸蔵させることを特
徴とする水素又はその同位体の吸蔵方法とするものであ
る。
【０００９】本発明において、水酸化テトラアルキルア
ンモニウム水溶液の濃度は０．１ｍｏｌ／ｌ〜飽和濃度
まで電解液として用いることが可能である。この理由
は、濃度が０．１ｍｏｌ／ｌ未満であると、電解液の抵
抗が大きくなるために、電解入力が過剰に必要となるか
らである。
ンモニウム水溶液の濃度は０．１ｍｏｌ／ｌ〜飽和濃度
まで電解液として用いることが可能である。この理由
は、濃度が０．１ｍｏｌ／ｌ未満であると、電解液の抵
抗が大きくなるために、電解入力が過剰に必要となるか
らである。
【００１０】本発明において水素の同位体とは主として
重水素をいう。
重水素をいう。
【００１１】水酸化テトラアルキルアンモニウム又は重
水酸化テトラアルキルアンモニウムには、例えば、水酸
化テトラメチルアンモニウム又は重水酸化テトラメチル
アンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム又は重
水酸化テトラエチルアンモニウム等が挙げられる。
水酸化テトラアルキルアンモニウムには、例えば、水酸
化テトラメチルアンモニウム又は重水酸化テトラメチル
アンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム又は重
水酸化テトラエチルアンモニウム等が挙げられる。
【００１２】本発明においては、前記水素吸蔵金属への
水素又はその同位体の吸蔵方法に加えて、チオ尿素等の
表面修飾物質の添加、又はパラジウム電極へのＡｕ等の
高水素過電圧金属による薄膜被覆等を併用して行なうこ
とも可能である。
水素又はその同位体の吸蔵方法に加えて、チオ尿素等の
表面修飾物質の添加、又はパラジウム電極へのＡｕ等の
高水素過電圧金属による薄膜被覆等を併用して行なうこ
とも可能である。
【００１３】
〔実施例１〕本実施例１は、電解液に水酸化テトラメチ
ルアンモニウムを用いて、電解法によりパラジウム電極
に水素を吸蔵させた例である。
ルアンモニウムを用いて、電解法によりパラジウム電極
に水素を吸蔵させた例である。
【００１４】図１は本実施例で使用した密閉型電解装置
の全体図である。図１中の１は電解セルの圧力容器であ
る。その圧力容器１はＳＵＳ製であるが、その内壁には
耐腐食セラミックスコーティング（「セラシールド」、
商品名、株式会社吉田ＳＫＴ社製）が施されており、圧
力容器１内には電解液２が収容されており、且つ、その
電解液２上の空間部には水素が充填されている。電解セ
ルの中央付近には水素吸蔵金属からなる陰極３が保持部
材１０に保持されて電解液２に浸漬されている。この陰
極３の周囲には、触媒金属を担持した反応層とガス拡散
層が接合されてなるガス拡散電極からなる陽極４が、陰
極３を中心に対照的に陰極３と一定の間隔を持って配置
されており、電解液２中に半浸漬されている。
の全体図である。図１中の１は電解セルの圧力容器であ
る。その圧力容器１はＳＵＳ製であるが、その内壁には
耐腐食セラミックスコーティング（「セラシールド」、
商品名、株式会社吉田ＳＫＴ社製）が施されており、圧
力容器１内には電解液２が収容されており、且つ、その
電解液２上の空間部には水素が充填されている。電解セ
ルの中央付近には水素吸蔵金属からなる陰極３が保持部
材１０に保持されて電解液２に浸漬されている。この陰
極３の周囲には、触媒金属を担持した反応層とガス拡散
層が接合されてなるガス拡散電極からなる陽極４が、陰
極３を中心に対照的に陰極３と一定の間隔を持って配置
されており、電解液２中に半浸漬されている。
【００１５】このような電解装置の基本的構成は、既
に、特開平５−２０９９７６号公報に知られている。
に、特開平５−２０９９７６号公報に知られている。
【００１６】本実施例１においては、さらに、陽極４の
表面には、カーボンペーパー１１を内包したガス透過性
の多孔質のテフロンメンブレンフィルタ膜のガス供給装
置５が添着されている。ガス供給装置５の機能は次のよ
うに説明される。すなわち、水素ガスにさらされている
陽極４の上半部において、圧力容器１内に充填されてい
る水素ガスがこのガス供給装置５のテフロンメンブレン
フィルタ膜を透過し、次いで透過した水素はテフロンメ
ンブレンフィルタ膜と陽極４との間に形成されているガ
ス供給通路を通り、陽極４の表面の隅々まで水素ガスが
供給され、水素ガスが陽極４のガス拡散層を通じて電解
液２と接触している反応層へ到達し、反応層に担持され
ている触媒金属の作用により、次の式（１）の反応が生
じる。そして、生成された水素イオンＨ+ は陰極３にお
いて吸蔵される。
表面には、カーボンペーパー１１を内包したガス透過性
の多孔質のテフロンメンブレンフィルタ膜のガス供給装
置５が添着されている。ガス供給装置５の機能は次のよ
うに説明される。すなわち、水素ガスにさらされている
陽極４の上半部において、圧力容器１内に充填されてい
る水素ガスがこのガス供給装置５のテフロンメンブレン
フィルタ膜を透過し、次いで透過した水素はテフロンメ
ンブレンフィルタ膜と陽極４との間に形成されているガ
ス供給通路を通り、陽極４の表面の隅々まで水素ガスが
供給され、水素ガスが陽極４のガス拡散層を通じて電解
液２と接触している反応層へ到達し、反応層に担持され
ている触媒金属の作用により、次の式（１）の反応が生
じる。そして、生成された水素イオンＨ+ は陰極３にお
いて吸蔵される。
【００１７】
【化１】 なお、ガス供給装置５において、特に前記カーボンペー
パー１１は、ガス供給通路の積極的な機能を果たす。ま
た、このガス供給装置５は、陽極４で反応して生成され
るガスをテフロンメンブレンフィルタ膜を通して排出す
る機能も有する。
パー１１は、ガス供給通路の積極的な機能を果たす。ま
た、このガス供給装置５は、陽極４で反応して生成され
るガスをテフロンメンブレンフィルタ膜を通して排出す
る機能も有する。
【００１８】前記テフロンメンブレンフィルタ膜は、撥
水性で且つガス透過性であるため、水素ガスを透過する
が電解液は透過しない。また前記カーボンペーパー１１
には多孔質のものが適している。さらにカーボンペーパ
ー１１は耐蝕性にも優れている点でもガス供給通路部材
として有利である。陽極４表面へのガス供給装置５の固
着は、カーボンペーパー１１を内包したテフロンメンブ
レンフィルタ膜の周縁を熱圧着等をすることにより行な
うことができる。
水性で且つガス透過性であるため、水素ガスを透過する
が電解液は透過しない。また前記カーボンペーパー１１
には多孔質のものが適している。さらにカーボンペーパ
ー１１は耐蝕性にも優れている点でもガス供給通路部材
として有利である。陽極４表面へのガス供給装置５の固
着は、カーボンペーパー１１を内包したテフロンメンブ
レンフィルタ膜の周縁を熱圧着等をすることにより行な
うことができる。
【００１９】電解液２中には参照電極（ＲＨＥ）６が陰
極３の上端から３ｍｍ横に固定されている。電解液２に
は電解液の温度を検出するための電解液用温度計７が、
また、圧力容器１内の上部にはガス相の温度を検出する
ためのガス相用温度計８、９が２箇所それぞれ配置され
ている。
極３の上端から３ｍｍ横に固定されている。電解液２に
は電解液の温度を検出するための電解液用温度計７が、
また、圧力容器１内の上部にはガス相の温度を検出する
ためのガス相用温度計８、９が２箇所それぞれ配置され
ている。
【００２０】陰極３には、φ４×２０ｍｍの純パラジウ
ム棒（田中貴金属製）を用い、電解液２には１Ｍ 水酸
化テトラメチルアンモニウムを用い、比較のための電解
液２として１Ｍ ＬｉＯＨ、１Ｍ ＮａＯＨ、１Ｍ Ｋ
ＯＨをそれぞれ用いた。圧力容器１を１０℃の恒温水槽
に配置し、圧力容器１内に約７気圧の水素ガスを充填し
た。初期電流密度３０ｍＡ／ｃｍ2 として電解し、水素
吸蔵を開始した。水素吸蔵率、過電圧等のパラメータを
オンラインでモニタし、圧力容器１内の圧力、温度、水
素過電圧が平衡となった後に電解電流を０〜１Ａ／ｃｍ
2 に変化させ、水素吸蔵率を測定した。
ム棒（田中貴金属製）を用い、電解液２には１Ｍ 水酸
化テトラメチルアンモニウムを用い、比較のための電解
液２として１Ｍ ＬｉＯＨ、１Ｍ ＮａＯＨ、１Ｍ Ｋ
ＯＨをそれぞれ用いた。圧力容器１を１０℃の恒温水槽
に配置し、圧力容器１内に約７気圧の水素ガスを充填し
た。初期電流密度３０ｍＡ／ｃｍ2 として電解し、水素
吸蔵を開始した。水素吸蔵率、過電圧等のパラメータを
オンラインでモニタし、圧力容器１内の圧力、温度、水
素過電圧が平衡となった後に電解電流を０〜１Ａ／ｃｍ
2 に変化させ、水素吸蔵率を測定した。
【００２１】図２は、過電圧に対する水素吸蔵率（Ｈ／
Ｐｄ）の関係を、実験により求めた各値をプロットして
示したものである。図２において、三角印は１Ｍ 水酸
化テトラメチルアンモニウム、ひし形印は１Ｍ ＬｉＯ
Ｈ、丸印は１Ｍ ＮａＯＨ、四角印は１Ｍ ＫＯＨの実
験結果である。図２に示すように、同じ過電圧でそれぞ
れの電解液におけるＨ／Ｐｄを比較すると、水酸化テト
ラメチルアンモニウムが最も高く、次いでＬｉＯＨ、Ｎ
ａＯＨ、ＫＯＨの順になっており、水酸化テトラメチル
アンモニウムの場合、過電圧が−０．６ＶのときＨ／Ｐ
ｄ＝０．９９となり、Ｈ／Ｐｄ＝１に近い値を達成して
いる。
Ｐｄ）の関係を、実験により求めた各値をプロットして
示したものである。図２において、三角印は１Ｍ 水酸
化テトラメチルアンモニウム、ひし形印は１Ｍ ＬｉＯ
Ｈ、丸印は１Ｍ ＮａＯＨ、四角印は１Ｍ ＫＯＨの実
験結果である。図２に示すように、同じ過電圧でそれぞ
れの電解液におけるＨ／Ｐｄを比較すると、水酸化テト
ラメチルアンモニウムが最も高く、次いでＬｉＯＨ、Ｎ
ａＯＨ、ＫＯＨの順になっており、水酸化テトラメチル
アンモニウムの場合、過電圧が−０．６ＶのときＨ／Ｐ
ｄ＝０．９９となり、Ｈ／Ｐｄ＝１に近い値を達成して
いる。
【００２２】図３は、電流密度に対する水素吸蔵率Ｈ／
Ｐｄの関係を、定電流電解によって得た各値をプロット
して示したものである。図３において三角印、ひし形
印、丸印、四角印は、前記図２の場合と同じ種類の電解
液を示している。電解液に水酸化テトラメチルアンモニ
ウムを用いた場合は、ＬｉＯＨの場合よりもＨ／Ｐｄは
２〜７％高くなっており、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2 で
Ｈ／Ｐｄ＞０．９を達成している。
Ｐｄの関係を、定電流電解によって得た各値をプロット
して示したものである。図３において三角印、ひし形
印、丸印、四角印は、前記図２の場合と同じ種類の電解
液を示している。電解液に水酸化テトラメチルアンモニ
ウムを用いた場合は、ＬｉＯＨの場合よりもＨ／Ｐｄは
２〜７％高くなっており、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2 で
Ｈ／Ｐｄ＞０．９を達成している。
【００２３】〔実施例２〕本実施例２は電解液に１Ｍ
水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混
合液を用い、パラジウム電極に水素を吸蔵させた例であ
る。
水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混
合液を用い、パラジウム電極に水素を吸蔵させた例であ
る。
【００２４】実施方法は、前記実施例１の方法におい
て、電解液を１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウムに
代え、１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ
ＬｉＯＨの混合液を用いて、同様に行なった。
て、電解液を１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウムに
代え、１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ
ＬｉＯＨの混合液を用いて、同様に行なった。
【００２５】図４は、過電圧に対する水素吸蔵率Ｈ／Ｐ
ｄの関係を、実験によって得た各値をプロットして示し
たものである。図４において、三角印は１Ｍ 水酸化テ
トラメチルアンモニウム、ひし形印は１Ｍ ＬｉＯＨ、
丸印は１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ
ＬｉＯＨの混合液をそれぞれ電解液として用いた場合の
Ｈ／Ｐｄを示す。図４に示すように、１Ｍ水酸化テトラ
メチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混合液は、過電
圧が−０．６ＶのときにＨ／Ｐｄ＝０．９４であり、１
Ｍ水酸化テトラメチルアンモニウムを電解液に用いた場
合よりもＨ／Ｐｄは５％低くなっている。１Ｍ ＬｉＯ
Ｈを電解液に用いたものと、１Ｍ 水酸化テトラメチル
アンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混合液の過電圧に対す
るＨ／Ｐｄの関係はほぼ一致し、Ｈ／Ｐｄは０．９６以
上にはならない。この原因は、電解液中のＬｉイオンが
何らかのかたちでパラジウムへの水素吸蔵を阻害するた
めと考えられる。
ｄの関係を、実験によって得た各値をプロットして示し
たものである。図４において、三角印は１Ｍ 水酸化テ
トラメチルアンモニウム、ひし形印は１Ｍ ＬｉＯＨ、
丸印は１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ
ＬｉＯＨの混合液をそれぞれ電解液として用いた場合の
Ｈ／Ｐｄを示す。図４に示すように、１Ｍ水酸化テトラ
メチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混合液は、過電
圧が−０．６ＶのときにＨ／Ｐｄ＝０．９４であり、１
Ｍ水酸化テトラメチルアンモニウムを電解液に用いた場
合よりもＨ／Ｐｄは５％低くなっている。１Ｍ ＬｉＯ
Ｈを電解液に用いたものと、１Ｍ 水酸化テトラメチル
アンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混合液の過電圧に対す
るＨ／Ｐｄの関係はほぼ一致し、Ｈ／Ｐｄは０．９６以
上にはならない。この原因は、電解液中のＬｉイオンが
何らかのかたちでパラジウムへの水素吸蔵を阻害するた
めと考えられる。
【００２６】図５は、電流密度に対する水素吸蔵率Ｈ／
Ｐｄの関係を、定電流電解によって得た値をプロットし
て示したものである。図５において、三角印は１Ｍ 水
酸化テトラメチルアンモニウム、ひし形印は１Ｍ Ｌｉ
ＯＨ、丸印は１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウムと
１Ｍ ＬｉＯＨの混合液をそれぞれ電解液として用いた
場合のＨ／Ｐｄを示す。図５に示すように、同じ電流密
度でＨ／Ｐｄを比較すると、１Ｍ 水酸化テトラメチル
アンモニウムを電解液として用いた場合、電解液中にＬ
ｉイオンを含む１Ｍ ＬｉＯＨ及び、１Ｍ 水酸化テト
ラメチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混合液を電解
液として用いた場合よりも、Ｈ／Ｐｄは２〜７％高くな
っている。
Ｐｄの関係を、定電流電解によって得た値をプロットし
て示したものである。図５において、三角印は１Ｍ 水
酸化テトラメチルアンモニウム、ひし形印は１Ｍ Ｌｉ
ＯＨ、丸印は１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウムと
１Ｍ ＬｉＯＨの混合液をそれぞれ電解液として用いた
場合のＨ／Ｐｄを示す。図５に示すように、同じ電流密
度でＨ／Ｐｄを比較すると、１Ｍ 水酸化テトラメチル
アンモニウムを電解液として用いた場合、電解液中にＬ
ｉイオンを含む１Ｍ ＬｉＯＨ及び、１Ｍ 水酸化テト
ラメチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混合液を電解
液として用いた場合よりも、Ｈ／Ｐｄは２〜７％高くな
っている。
【００２７】前記実施例１及び実施例２に示した実験結
果は同じ実験方法を用いて水素に代えて重水素を用い
て、パラジウム電極に重水素を吸蔵させた場合において
も、水素の同位体効果により同様の傾向を示すと考えら
れ、電解液に１Ｍ 重水酸化テトラメチルアンモニウム
を用いた場合、１Ｍ ＬｉＯＨよりも最大のＤ／Ｐｄは
２〜７％程度高くなり、Ｄ／Ｐｄ＞０．９を達成できる
と考えられる。
果は同じ実験方法を用いて水素に代えて重水素を用い
て、パラジウム電極に重水素を吸蔵させた場合において
も、水素の同位体効果により同様の傾向を示すと考えら
れ、電解液に１Ｍ 重水酸化テトラメチルアンモニウム
を用いた場合、１Ｍ ＬｉＯＨよりも最大のＤ／Ｐｄは
２〜７％程度高くなり、Ｄ／Ｐｄ＞０．９を達成できる
と考えられる。
【００２８】また、電解液に水酸化テトラメチルアンモ
ニウム又は重水酸化テトラメチルアンモニウムを用い、
本発明の方法に加えてチオ尿素の添加、又はパラジウム
電極のＡｕ薄膜被覆等を併用して行なえば、さらに水素
吸蔵率Ｈ／Ｐｄ又は重水素吸蔵率Ｄ／Ｐｄが高くなると
考えられる。
ニウム又は重水酸化テトラメチルアンモニウムを用い、
本発明の方法に加えてチオ尿素の添加、又はパラジウム
電極のＡｕ薄膜被覆等を併用して行なえば、さらに水素
吸蔵率Ｈ／Ｐｄ又は重水素吸蔵率Ｄ／Ｐｄが高くなると
考えられる。
【００２９】尚、上記各実施例において、水酸化テトラ
メチルアンモニウムに代えて水酸化アンモニウム（ＮＨ
4 ＯＨ）を用いることもできる。また、上記各実施例で
は陽極にガス拡散電極を用いたが、このかわりに、白金
電極を使用することもできる。
メチルアンモニウムに代えて水酸化アンモニウム（ＮＨ
4 ＯＨ）を用いることもできる。また、上記各実施例で
は陽極にガス拡散電極を用いたが、このかわりに、白金
電極を使用することもできる。
【００３０】
【発明の効果】ＬｉＯＨ又はＬｉＯＤを電解液に用いた
従来の電解法による水素吸蔵方法の場合、温度１０℃で
水素吸蔵金属に対する水素吸蔵率Ｈ／Ｐｄは、０．９７
以上、重水素吸蔵率Ｄ／Ｐｄは０．９以上を達成するこ
とはできなかったが、本発明によれば水酸化テトラアル
キルアンモニウム（（Ｃn Ｈ2n+1）4 ＮＯＨ）の溶液を
電解液に用いた場合、温度１０℃〜室温付近の範囲で水
素吸蔵率０．９９が可能となり、重水素吸蔵率も０．９
以上が期待できる。
従来の電解法による水素吸蔵方法の場合、温度１０℃で
水素吸蔵金属に対する水素吸蔵率Ｈ／Ｐｄは、０．９７
以上、重水素吸蔵率Ｄ／Ｐｄは０．９以上を達成するこ
とはできなかったが、本発明によれば水酸化テトラアル
キルアンモニウム（（Ｃn Ｈ2n+1）4 ＮＯＨ）の溶液を
電解液に用いた場合、温度１０℃〜室温付近の範囲で水
素吸蔵率０．９９が可能となり、重水素吸蔵率も０．９
以上が期待できる。
【図１】実施例で使用した密閉型電解装置の全体図であ
る。
る。
【図２】電解液に１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウ
ム、１Ｍ ＬｉＯＨ、１Ｍ ＮａＯＨ、１Ｍ ＫＯＨを
各々用いた場合における過電圧に対する水素吸蔵率Ｈ／
Ｐｄを示す。
ム、１Ｍ ＬｉＯＨ、１Ｍ ＮａＯＨ、１Ｍ ＫＯＨを
各々用いた場合における過電圧に対する水素吸蔵率Ｈ／
Ｐｄを示す。
【図３】電解液に１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウ
ム、１Ｍ ＬｉＯＨ、１Ｍ ＮａＯＨ、１Ｍ ＫＯＨを
各々用いた場合における電流密度に対する水素吸蔵率Ｈ
／Ｐｄを示す。
ム、１Ｍ ＬｉＯＨ、１Ｍ ＮａＯＨ、１Ｍ ＫＯＨを
各々用いた場合における電流密度に対する水素吸蔵率Ｈ
／Ｐｄを示す。
【図４】電解液に１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウ
ムを用いた場合、１Ｍ ＬｉＯＨを用いた場合、１Ｍ
水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混
合液を用いた場合における過電圧に対する水素吸蔵率Ｈ
／Ｐｄを示す。
ムを用いた場合、１Ｍ ＬｉＯＨを用いた場合、１Ｍ
水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混
合液を用いた場合における過電圧に対する水素吸蔵率Ｈ
／Ｐｄを示す。
【図５】電解液に１Ｍ 水酸化テトラメチルアンモニウ
ムを用いた場合、１Ｍ ＬｉＯＨを用いた場合、１Ｍ
水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混
合液を用いた場合における電流密度に対する水素吸蔵率
Ｈ／Ｐｄを示す。
ムを用いた場合、１Ｍ ＬｉＯＨを用いた場合、１Ｍ
水酸化テトラメチルアンモニウムと１Ｍ ＬｉＯＨの混
合液を用いた場合における電流密度に対する水素吸蔵率
Ｈ／Ｐｄを示す。
１ 圧力容器 ２ 電解液 ３ 陰極 ４ 陽極 ５ ガス供給装置 ６ 参照電極（ＲＨＥ） ７ 電解液用温度計 ８，９ ガス相用温度計 １０ 保持部材 １１ カーボンペーパー
Claims (1)
- 【請求項１】 電解液中に浸した水素吸蔵金属に水素及
びその同位体を電解法により吸蔵させる方法において、
水酸化テトラアルキルアンモニウム（（ＣnＨ2n+1）4
ＮＯＨ）の溶液を電解液に用いて、水素又はその同位体
を吸蔵させることを特徴とする水素又はその同位体の吸
蔵方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5269609A JPH07101701A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 水素吸蔵金属への水素又はその同位体の吸蔵方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5269609A JPH07101701A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 水素吸蔵金属への水素又はその同位体の吸蔵方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07101701A true JPH07101701A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17474744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5269609A Pending JPH07101701A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 水素吸蔵金属への水素又はその同位体の吸蔵方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101701A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5863495A (en) * | 1995-09-26 | 1999-01-26 | Chikuma; Toichi | Hydrogen nucleus storage method and hydrogen nucleus storage unit |
| JP2008514539A (ja) * | 2004-10-01 | 2008-05-08 | リンデ アクチエンゲゼルシヤフト | 水素の貯蔵用媒体及び貯蔵法 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP5269609A patent/JPH07101701A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5863495A (en) * | 1995-09-26 | 1999-01-26 | Chikuma; Toichi | Hydrogen nucleus storage method and hydrogen nucleus storage unit |
| JP2008514539A (ja) * | 2004-10-01 | 2008-05-08 | リンデ アクチエンゲゼルシヤフト | 水素の貯蔵用媒体及び貯蔵法 |
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