JPH0734175A - 水素貯蔵材料 - Google Patents

水素貯蔵材料

Info

Publication number
JPH0734175A
JPH0734175A JP5195257A JP19525793A JPH0734175A JP H0734175 A JPH0734175 A JP H0734175A JP 5195257 A JP5195257 A JP 5195257A JP 19525793 A JP19525793 A JP 19525793A JP H0734175 A JPH0734175 A JP H0734175A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
hydrogen
plateau
hydrogen storage
amount
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.)
Granted
Application number
JP5195257A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2775380B2 (ja
Inventor
Toshiki Kabutomori
俊樹 兜森
Toshio Takahashi
俊男 高橋
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 JP5195257A priority Critical patent/JP2775380B2/ja
Publication of JPH0734175A publication Critical patent/JPH0734175A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2775380B2 publication Critical patent/JP2775380B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related 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

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ti−Zr−Fe−Cr系水素貯蔵材料の
プラトー性を改善する。 【構成】 Ti−Zr−Cr合金を母合金とし、Ti
をZrで置換し、CrをFe、Ni、Coの1種以上
(Fe1種を除く)とMnとで置換し、Cuを少量添加
する。また、Crの一部を上記に加え、Nb、Mo、V
の1種以上で置換する。 【効果】 水素の吸・放出性やヒステリシス性などを
損なうことなくプラトー性を改善することができ、さら
に成分比の調整により水素化物生成・解離平衡圧を自由
に操作できる。また、不純物の被毒による劣化を防止す
るとともに、水素の吸排出の繰返しによる微粉化を抑制
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、水素と可逆的に反応
して水素を吸蔵、放出する水素貯蔵材料に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】水素貯蔵材料は、水素と可逆的に反応し
て、反応熱の出入りを伴って水素を吸蔵、放出する性質
を有しており、この化学反応を利用して水素を貯蔵、運
搬する技術の実用化が図られている。さらに反応熱を利
用して、熱貯蔵、熱輸送システムなどを構築する技術の
開発、実用化が進められている。従来、水素貯蔵材料と
しては、La−Ni、Mg−Ni、Ti−Fe、Mm
(ミッシュメタル)−Ni、Ti−Crなどが開発、提
唱されており、上記した各種用途への応用、実用化が図
られている。
【0003】ところが、上記した水素貯蔵用材料のう
ち、Mg−Niは、優れた水素吸蔵量を示しているもの
の、水素吸蔵・放出反応が遅く、高温に加熱しなけれ
ば、スムーズに水素の吸蔵・放出ができないなどの欠点
がある。さらに、Ti−Fe合金は初期活性化が非常に
困難な合金であり、Mm−Ni合金はヒステリシスが大
きく、La−Ni合金は原料が非常に高価であるなどの
欠点を有している。一方、Ti−Cr合金は、本発明の
水素貯蔵材料の基本となる合金であり、例えば、特公昭
57−57403号公報にその一部が開示されている。
この合金は、低温下で非常に優れた水素吸蔵能力を有し
ており、ヒートポンプなどの熱機関への応用が期待され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】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少なく、熱機関として
実用化する場合に大きな問題となる。また、プラトー部
での平坦性が悪く、プラトー特性を改善するためには1
100℃以上の高温で長時間にわたる均質化熱処理を施
さなければならないなどの問題があり、実用化を妨げて
いる。これらの問題点を解決し、さらに水素化物生成・
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Ti−Zr
−Cr−Fe系合金が提案されている。
【0005】この合金は、Ti−Cr二元系合金の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水素
吸収・放出量を改善することができ、さらに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。しかし、
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、さらにFe量が増すにつれ、活性化が著しく
困難になることが本発明者らの研究によって判明してい
る。本願発明者らは、上記Ti−Zr−Cr−Fe系合
金の欠点を解消するものとして、Crの一部をFeおよ
びMnで置換し、Cuを若干添加したTi−Zr−Cr
−Fe−Mn−Cu合金を既に提案している(特公平4
−65136号)。本願発明の目的は、上記合金をさら
に改良してプラトー性などを改善した、より実用性の高
い水素貯蔵材料を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち本願発明のう
ち、第1の発明の水素貯蔵材料は、下記一般式で示され
る組成からなり、下記AがNi、Coの一種以上からな
ることを特徴とする。 (Ti1-yZryxCr2-u-vMnuvCuz 但し、0.8≦x≦1.4 0<y<1 0<u≦0.
4 0<v≦1.5 0<Z≦0.2 0<2−u−v<2
【0007】第2の発明は下記一般式で示される組成か
らなり、下記AがFe、Ni、Coの二種以上からなる
ことを特徴とする。 (Ti1-yZryxCr2-u-vMnuvCuz 但し、0.8≦x≦1.4 0<y<1 0<u≦0.
4 0<v≦1.5 0<Z≦0.2 0<2−u−v<2
【0008】第3の発明は下記一般式で示される組成か
らなり、下記AがFe、Ni、Coの一種以上、BがN
b、Mo、Vの一種以上からなることを特徴とする。 (Ti1-yZryxCr2-u-v-wMnuvwCuz 但し、0.8≦x≦1.4 0<y<1 0<u≦0.
4 0<v≦1.5 0<w≦0.5 0<z≦0.2 0<2−u−v−w
<2
【0009】
【作用】すなわち第1〜第3の発明によれば、水素化物
生成・解離平衡圧を自由に調整することができ、さらに
プラトー性が改善され、ヒステリシスも小さくなる。ま
た、第3の発明によれば、上記作用に加え、靱性が向上
して耐微粉化性が向上し、さらに不純物に対する被毒性
も改善される作用が得られる。次に、本願発明の一般式
で原子数を限定した理由を以下に述べる。 0<y<1 Tiの一部をZrで置換することにより水素化物生成・
解離平衡圧を自由に調整することができるので上記yを
定める。
【0010】0.8≦x≦1.4 ここで、TiとZrの総量の組成比xを限定した理由を
述べると、xが1.4を越えると、プラトー部の傾きが
著しく、また、xが0.8未満では、水素吸蔵量の低下
が著しく実用価値の低いものになるので上記範囲とす
る。 0<u≦0.4 Zrによる置換は、上記効果を有しているが、プラトー
部の平坦性が損なわれる。そこで、Crの一部をAで示
される元素およびMnで置換することにより、プラトー
部の傾きを低下させることができる。しかし、Mn量す
なわち原子数uが増すと水素吸収と放出の圧力差、すな
わちヒステリシスが大きくなるので、0.4以下にす
る。
【0011】0<v≦1.5 また、Aで示される元素は上記効果を有するが(Ni、
Coは特にその効果が大きい)、その量が増すにつれて
ヒステリシスが大きくなり、また活性化処理が困難にな
るため1.5以下とする。 0<z≦0.2 Cuの少量の添加は、ヒステリシスおよびプラトー部の
平坦性を改善する効果がある。しかし、Cu量を増すに
つれて水素吸蔵量が低下するので、0.2以下とする。 0<w≦0.5 Bで示される元素は、水素ガス中に含まれる不純物ガス
による被毒で生じる水素吸蔵材料の劣化を抑制する。ま
た、材料の靱性を向上させ、水素の吸収、放出の繰り返
しによって生じる微粉化を抑制する。しかし、B元素の
添加は逆にP−C−T特性の水素吸蔵量、プラトー性、
ヒストリシス性、反応速度を悪くする方向に作用するた
め、その添加量を0.5以下とする。
【0012】
【実施例】次に本発明の方法による実施例を説明する。
以下に、この発明の実施例(発明材)を、本発明の範囲
外の比較材と比較しつつ、説明する。各成分原料をそれ
ぞれ秤量して、表1および表2に示す組成となるように
配合した。この配合物を、アーク式真空溶解装置の銅製
るつぼ内に収納し、高純度Arガス雰囲気下でアーク溶
解し、装置内で室温まで冷却して凝固させた。さらに溶
解後、合金の組成を均質化させる目的で、Arガス雰囲
気下において1200℃、10時間の熱処理を施した。
得られた合金は、大気中で、50〜200メッシュに粉
砕して測定試料とし、各試料5gを、水素吸収・放出量
測定装置内のステンレス鋼製反応容器内に封入した。
【0013】なお、上記試料を用いて水素吸収・放出特
性を測定する前処理として、初期活性化処理を行った。
すなわち、前記反応容器内を約80℃に保持したまま、
約1時間真空脱ガス処理を行い、その後反応容器温度を
20℃まで降下させ、40kgf/cm2の高純度水素
を導入した。本発明材の試料は、このような操作により
直ちに水素を吸収し始めた。水素吸収完了後、容器を8
0℃に加熱しながら真空排気し、前記試料から水素を放
出させ、初期活性化処理を完了させた。
【0014】次に、反応容器を再び20℃に保持し、4
0kgf/cm2まで加圧し、水素を吸収させた。水素
吸収完了後、80℃に昇温し脱ガス処理を行い、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および放出量を測
定し、圧力−組成−等温線図を作成した。
【0015】表1には、第1、第2発明材およびその比
較材の、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
子に対する吸収された水素原子数比)、プラトー因子
[△lnP/△(H/M)]、ヒステリシス因子(△l
nP)および前記プラトー因子とヒステリシス因子を足
しあわせたものを併記する。表1からも明かのように、
Ni、Coを一種以上あるいはNi、Co、Feを二種
以上含んだ本発明材は、比較材に比べ特にプラトー部の
傾き(プラトー因子)が著しく小さくなっている。実際
の用途における水素吸・放出操作には、プラトー因子と
ヒステリシス因子を足しあわせたものが影響するが、こ
れらの値は、本発明材ではいずれもほぼ1以下と、非常
に優れたプラトー特性を示す。
【0016】表2は、第3発明材およびその比較材のプ
ラトー因子+ヒステリシス因子、50ppmO2を含ん
だ水素ガス中における耐久性および微粉化性を比較した
ものである。Ni、Co、Feを一種以上含み、さらに
Nb、Mo、Vをそれぞれ添加した合金は、第1および
第2発明材のプラトー因子+ヒステリシス因子の値を保
持し、優れたプラトー特性を有している。さらに、50
ppmO2を含んだ水素ガス中において30%劣化する
までの繰り返し回数も、比較材に比べほぼ1桁程度大き
く、不純物ガス耐久性にも優れている。また、純ガス中
において50回水素吸・放出を繰り返した後の合金粉末
の粒径も、比較材に比べ、2倍以上の粒度を保ってお
り、耐微粉化性も優れている。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本願発明の水素吸蔵
材料によれば、Ti−Zr−Cr合金を母合金とし、T
iをZrで置換し、CrをFe、Ni、Coの一種以上
(Fe1種を除く)とMnとで置換し、Cuを少量添加
するので、水素の吸・放出性やヒステリシス性などを損
なうことなくプラトー性を改善することができ、また成
分比の調整により他の特性を損なうことなく水素化物生
成・解離平衡圧を自由に操作できる効果がある。また、
Crの一部をFe、Ni、Coの1種以上、Mnに加
え、Nb、Mo、Vの1種以上で置換することにより、
不純物による被毒で材料が劣化するのを防止し、さら
に、水素の吸排出の繰り返しによる微粉化を抑制する効
果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 16/00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式で示される組成からなり、下
    記AがNi、Coの一種以上からなることを特徴とする
    水素貯蔵材料 (Ti1-yZryxCr2-u-vMnuvCuz 但し、0.8≦x≦1.4 0<y<1 0<u≦0.
    4 0<v≦1.5 0<z≦0.2 0<2−u−v<2
  2. 【請求項2】 下記一般式で示される組成からなり、下
    記AがFe、Ni、Coの二種以上からなることを特徴
    とする水素貯蔵材料 (Ti1-yZryxCr2-u-vMnuvCuz 但し、0.8≦x≦1.4 0<y<1 0<u≦0.
    4 0<v≦1.5 0<z≦0.2 0<2−u−v<2
  3. 【請求項3】 下記一般式で示される組成からなり、下
    記AがFe、Ni、Coの一種以上、BがNb、Mo、
    Vの一種以上からなることを特徴とする水素貯蔵材料 (Ti1-yZryxCr2-u-v-wMnuvwCuz 但し、0.8≦x≦1.4 0<y<1 0<u≦0.
    4 0<v≦1.5 0<w≦0.5 0<z≦0.2 0<2−u−v−w
    <2
JP5195257A 1993-07-13 1993-07-13 水素貯蔵材料 Expired - Fee Related JP2775380B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5195257A JP2775380B2 (ja) 1993-07-13 1993-07-13 水素貯蔵材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5195257A JP2775380B2 (ja) 1993-07-13 1993-07-13 水素貯蔵材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0734175A true JPH0734175A (ja) 1995-02-03
JP2775380B2 JP2775380B2 (ja) 1998-07-16

Family

ID=16338132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5195257A Expired - Fee Related JP2775380B2 (ja) 1993-07-13 1993-07-13 水素貯蔵材料

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2775380B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06187146A (ja) * 1992-03-31 1994-07-08 Internatl Business Mach Corp <Ibm> ファームウェアを記憶するための装置
WO2001096623A1 (en) * 2000-06-10 2001-12-20 Lg Electronics, Inc. Hydrogen storage alloy
CN113072038A (zh) * 2021-04-09 2021-07-06 氢源风新动力科技(苏州)有限公司 一种固态氢源反应器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JPH01165737A (ja) * 1987-11-17 1989-06-29 Kuochih Hong 水素貯蔵法及び水素化物電極材料
JPH01290742A (ja) * 1988-05-17 1989-11-22 Mitsubishi Metal Corp 密閉型アルカリ蓄電池
JPH0657358A (ja) * 1992-08-06 1994-03-01 Furukawa Electric Co Ltd:The 電極材料用水素貯蔵合金とその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JPH01165737A (ja) * 1987-11-17 1989-06-29 Kuochih Hong 水素貯蔵法及び水素化物電極材料
JPH01290742A (ja) * 1988-05-17 1989-11-22 Mitsubishi Metal Corp 密閉型アルカリ蓄電池
JPH0657358A (ja) * 1992-08-06 1994-03-01 Furukawa Electric Co Ltd:The 電極材料用水素貯蔵合金とその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06187146A (ja) * 1992-03-31 1994-07-08 Internatl Business Mach Corp <Ibm> ファームウェアを記憶するための装置
WO2001096623A1 (en) * 2000-06-10 2001-12-20 Lg Electronics, Inc. Hydrogen storage alloy
CN113072038A (zh) * 2021-04-09 2021-07-06 氢源风新动力科技(苏州)有限公司 一种固态氢源反应器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2775380B2 (ja) 1998-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3528599B2 (ja) 水素吸蔵合金
US5085944A (en) Rare earth metal-series alloys for storage of hydrogen
US4661415A (en) Hydrogen absorbing zirconium alloy
JP2935806B2 (ja) 水素貯蔵材料
EP0079487B1 (en) Hydriding body-centered cubic phase alloys at room temperature
JPH0734175A (ja) 水素貯蔵材料
US6338764B1 (en) Hydrogen-absorbing alloy and hydrogen-absorbing alloy electrode
CN114000030B (zh) 钛铬锰系储氢合金及其制备方法和用途
KR100187919B1 (ko) 수소흡장합금
JP2743123B2 (ja) 水素貯蔵用材料
JP5527768B2 (ja) 高容量水素吸蔵合金
JPS6372851A (ja) ジルコニウム系水素吸蔵用合金
JPS5947022B2 (ja) 水素吸蔵用合金
JP3338176B2 (ja) 水素貯蔵材料
JP6338947B2 (ja) ヒステリシスが小さく耐久性に優れた新規水素吸蔵合金
JPH0953153A (ja) ジルコニウム−クロム−鉄系水素吸蔵合金
JP4768111B2 (ja) 水素吸蔵合金
JP3670506B2 (ja) 水素または水素同位体吸蔵材料
JP3000680B2 (ja) 水素貯蔵用材料
JPS58217655A (ja) 水素吸蔵用多元系合金
JPS60251238A (ja) チタン系水素吸蔵用合金
EP0908415A1 (en) Hydrogen storage alloy
JP4766414B2 (ja) 水素吸蔵合金
JPH07286224A (ja) 水素貯蔵材料
US20020139456A1 (en) High-capacity hydrogen storage alloy and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080501

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090501

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100501

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110501

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110501

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130501

Year of fee payment: 15

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees