JPH0741808A - 複合水素吸蔵合金およびその製造方法 - Google Patents
複合水素吸蔵合金およびその製造方法Info
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- JPH0741808A JPH0741808A JP5189896A JP18989693A JPH0741808A JP H0741808 A JPH0741808 A JP H0741808A JP 5189896 A JP5189896 A JP 5189896A JP 18989693 A JP18989693 A JP 18989693A JP H0741808 A JPH0741808 A JP H0741808A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水素吸蔵率が高く、かつ水素を低温で吸蔵・
放出させることができる水素吸蔵合金ないしはその製造
方法を提供することを目的とする。 【構成】 高水素吸蔵合金粒子と低温水素吸蔵合金粒子
の混合物を減圧溶射して、夫々アモルファス化された高
水素吸蔵合金粒子片と低温水素吸蔵合金片とが多数積層
(集積)された積層体がつくられる。次に、この積層体に
拡散接合処理が施され、高水素吸蔵合金片と低温水素吸
蔵合金片とが拡散接合層によって結合させられた複合水
素吸蔵合金がつくられる。この複合水素吸蔵合金におい
ては、アモルファス化により両水素吸蔵合金片間の水素
の出入りが容易となり、かつ拡散接合層によって両水素
吸蔵合金片間の水素の移動が容易化される。このため、
高水素吸蔵合金の高い水素吸蔵率と、低温水素吸蔵合金
の低い吸蔵・放出温度とを兼ね備えた複合水素吸蔵合金
を得ることができる。
放出させることができる水素吸蔵合金ないしはその製造
方法を提供することを目的とする。 【構成】 高水素吸蔵合金粒子と低温水素吸蔵合金粒子
の混合物を減圧溶射して、夫々アモルファス化された高
水素吸蔵合金粒子片と低温水素吸蔵合金片とが多数積層
(集積)された積層体がつくられる。次に、この積層体に
拡散接合処理が施され、高水素吸蔵合金片と低温水素吸
蔵合金片とが拡散接合層によって結合させられた複合水
素吸蔵合金がつくられる。この複合水素吸蔵合金におい
ては、アモルファス化により両水素吸蔵合金片間の水素
の出入りが容易となり、かつ拡散接合層によって両水素
吸蔵合金片間の水素の移動が容易化される。このため、
高水素吸蔵合金の高い水素吸蔵率と、低温水素吸蔵合金
の低い吸蔵・放出温度とを兼ね備えた複合水素吸蔵合金
を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合水素吸蔵合金及び
その製造方法に関するものである。
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種熱機関の燃料としては、従来より石
油、石炭等の化石燃料が多用されているが、かかる化石
燃料は資源枯渇のおそれがあり、また燃焼によって生じ
る二酸化炭素(ＣＯ2)によって地球の温暖化を招くおそ
れがあるといった問題がある。そこで、近年、かかる問
題が生じない水素を燃料とする熱機関、例えば自動車用
水素エンジンが実用化されつつある。
油、石炭等の化石燃料が多用されているが、かかる化石
燃料は資源枯渇のおそれがあり、また燃焼によって生じ
る二酸化炭素(ＣＯ2)によって地球の温暖化を招くおそ
れがあるといった問題がある。そこで、近年、かかる問
題が生じない水素を燃料とする熱機関、例えば自動車用
水素エンジンが実用化されつつある。
【０００３】しかしながら、水素は常温では圧縮により
液化することができないので、これを高密度で貯蔵する
には高圧気体ボンベを必要とするが、例えば自動車にか
かる高圧気体ボンベを搭載するのは安全上問題がある。
なお、液体水素を用いる場合は、これを長時間保温(保
冷)するのが困難であるといった問題がある。
液化することができないので、これを高密度で貯蔵する
には高圧気体ボンベを必要とするが、例えば自動車にか
かる高圧気体ボンベを搭載するのは安全上問題がある。
なお、液体水素を用いる場合は、これを長時間保温(保
冷)するのが困難であるといった問題がある。
【０００４】そこで 近年、水素を高密度で吸蔵するこ
とができる水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵器が実用化さ
れつつある。そして、かかる水素吸蔵合金として具体的
には、例えばＭg合金等を用いたアルカリ金属系の水素
吸蔵合金が提案されている(例えば、特開昭６３−７２
８４９号公報参照)。このようなアルカリ金属系の水素
吸蔵合金は水素吸蔵率が高く(例えば、最大吸蔵率３wt
％以上)、液体水素とほぼ同等の密度で水素を吸蔵する
ことができるといった特長をもつ。
とができる水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵器が実用化さ
れつつある。そして、かかる水素吸蔵合金として具体的
には、例えばＭg合金等を用いたアルカリ金属系の水素
吸蔵合金が提案されている(例えば、特開昭６３−７２
８４９号公報参照)。このようなアルカリ金属系の水素
吸蔵合金は水素吸蔵率が高く(例えば、最大吸蔵率３wt
％以上)、液体水素とほぼ同等の密度で水素を吸蔵する
ことができるといった特長をもつ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
アルカリ金属系の水素吸蔵合金において、水素を吸蔵・
放出させるには該水素吸蔵合金をおよそ３００〜４００
℃まで加熱する必要がある。このため、水素吸蔵合金の
容器の耐熱性を高めなければならず該容器のコストが高
くつくといった問題があり、さらにかなり高温の熱源を
必要とするといった問題がある。
アルカリ金属系の水素吸蔵合金において、水素を吸蔵・
放出させるには該水素吸蔵合金をおよそ３００〜４００
℃まで加熱する必要がある。このため、水素吸蔵合金の
容器の耐熱性を高めなければならず該容器のコストが高
くつくといった問題があり、さらにかなり高温の熱源を
必要とするといった問題がある。
【０００６】また、Ｔi系合金(例えば、ＴiＭn1.5)ある
いは希土類金属系合金(例えば、ＬaＮi5)を用いた水素
吸蔵合金も提案され、かかるＴi系あるいは希土類金属
系の水素吸蔵合金は、概ね１００℃以下で水素を吸蔵・
放出することができるといった特長をもつ。しかしなが
ら、かかるＴi系あるいは希土類金属系の水素吸蔵合金
は、いずれも水素吸蔵率が低いので(例えば、最大吸蔵
率１.５wt％以下)、水素貯蔵器が大型化・重量化すると
いった問題がある。
いは希土類金属系合金(例えば、ＬaＮi5)を用いた水素
吸蔵合金も提案され、かかるＴi系あるいは希土類金属
系の水素吸蔵合金は、概ね１００℃以下で水素を吸蔵・
放出することができるといった特長をもつ。しかしなが
ら、かかるＴi系あるいは希土類金属系の水素吸蔵合金
は、いずれも水素吸蔵率が低いので(例えば、最大吸蔵
率１.５wt％以下)、水素貯蔵器が大型化・重量化すると
いった問題がある。
【０００７】ここで、水素吸蔵率の高いアルカリ金属系
の高水素吸蔵合金と、吸蔵・放出温度の低いＴi系ある
いは希土類金属系の低温水素吸蔵合金とを混合すること
によって、水素吸蔵率が高くかつ吸蔵・放出温度の低い
水素吸蔵合金をつくることができるのではないかとも考
えられる。しかしながら、本願発明者らが実験により得
た知見によれば、両水素吸蔵合金を溶融・混和して生成
された複合水素吸蔵合金は、両水素吸蔵合金が夫々独立
して機能するだけであり、したがって吸蔵・放出温度を
低温(例えば、１００℃)にすると実質的に低温水素吸蔵
合金しか機能せず、水素吸蔵率が非常に低くなる。
の高水素吸蔵合金と、吸蔵・放出温度の低いＴi系ある
いは希土類金属系の低温水素吸蔵合金とを混合すること
によって、水素吸蔵率が高くかつ吸蔵・放出温度の低い
水素吸蔵合金をつくることができるのではないかとも考
えられる。しかしながら、本願発明者らが実験により得
た知見によれば、両水素吸蔵合金を溶融・混和して生成
された複合水素吸蔵合金は、両水素吸蔵合金が夫々独立
して機能するだけであり、したがって吸蔵・放出温度を
低温(例えば、１００℃)にすると実質的に低温水素吸蔵
合金しか機能せず、水素吸蔵率が非常に低くなる。
【０００８】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、水素吸蔵率が高く、かつ水
素を低温で吸蔵・放出させることができる水素吸蔵合金
ないしはその製造方法を提供することを目的とする。
めになされたものであって、水素吸蔵率が高く、かつ水
素を低温で吸蔵・放出させることができる水素吸蔵合金
ないしはその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、第１の発明は、第１の水素吸蔵合金と、第２の水素
吸蔵合金とが、非結晶質層を介して結合されていること
を特徴とする複合水素吸蔵合金を提供する。
め、第１の発明は、第１の水素吸蔵合金と、第２の水素
吸蔵合金とが、非結晶質層を介して結合されていること
を特徴とする複合水素吸蔵合金を提供する。
【００１０】第２の発明は、第１の発明にかかる複合水
素吸蔵合金において、第１の水素吸蔵合金がＭg系の高
水素吸蔵合金であることを特徴とする複合水素吸蔵合金
を提供する。
素吸蔵合金において、第１の水素吸蔵合金がＭg系の高
水素吸蔵合金であることを特徴とする複合水素吸蔵合金
を提供する。
【００１１】第３の発明は、第１又は第２の発明にかか
る複合水素吸蔵合金において、第２の水素吸蔵合金が、
第１の水素吸蔵合金よりも低温で水素を吸蔵・放出する
ことができる低温水素吸蔵合金であることを特徴とする
複合水素吸蔵合金を提供する。
る複合水素吸蔵合金において、第２の水素吸蔵合金が、
第１の水素吸蔵合金よりも低温で水素を吸蔵・放出する
ことができる低温水素吸蔵合金であることを特徴とする
複合水素吸蔵合金を提供する。
【００１２】第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれ
か１つにかかる複合水素吸蔵合金において、非結晶質層
が、第１の水素吸蔵合金の一部と、第２の水素吸蔵合金
の一部とが互いに拡散しあうことによって形成された拡
散接合層であることを特徴とする複合水素吸蔵合金を提
供する。
か１つにかかる複合水素吸蔵合金において、非結晶質層
が、第１の水素吸蔵合金の一部と、第２の水素吸蔵合金
の一部とが互いに拡散しあうことによって形成された拡
散接合層であることを特徴とする複合水素吸蔵合金を提
供する。
【００１３】第５の発明は、第１の水素吸蔵合金の粒子
と、該第１の水素吸蔵合金より低温で水素を吸蔵・放出
することができる第２の水素吸蔵合金の粒子とを混合
し、該粒子混合物を減圧溶射して、第１の水素吸蔵合金
域と第２の水素吸蔵合金域とが多数積層された積層体を
形成し、該積層体に、両水素吸蔵合金の再結晶温度以下
の温度で拡散接合処理を施して、第１の水素吸蔵合金域
と第２の水素吸蔵合金域とを結合させるようにしたこと
を特徴とする複合水素吸蔵合金の製造方法を提供する。
と、該第１の水素吸蔵合金より低温で水素を吸蔵・放出
することができる第２の水素吸蔵合金の粒子とを混合
し、該粒子混合物を減圧溶射して、第１の水素吸蔵合金
域と第２の水素吸蔵合金域とが多数積層された積層体を
形成し、該積層体に、両水素吸蔵合金の再結晶温度以下
の温度で拡散接合処理を施して、第１の水素吸蔵合金域
と第２の水素吸蔵合金域とを結合させるようにしたこと
を特徴とする複合水素吸蔵合金の製造方法を提供する。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を具体的に説明する。以下、
図１に示すフローチャートに従って、本発明にかかる複
合水素吸蔵合金の製造方法と、該製造方法により製造さ
れた複合水素吸蔵合金の特性とを説明する。図１に示す
ように、ステップ＃１では、粉砕機等を用いて、水素吸
蔵率の高い高水素吸蔵合金の粒子(粉体)が調製される。
ここで、高水素吸蔵合金としては、例えばＭg、Ｍg2Ｎ
i、Ｍg2Ｃu等のマグネシウム系合金(Ｍg系合金)を用い
ることができる。なお、高水素吸蔵合金は、水素吸蔵率
が高いものであれば(例えば、最大吸蔵率３wt％以上)、
かかるＭg系合金には限られないのはもちろんである。
また、粒子径は、後で説明する減圧溶射に適するように
好ましく設定される。
図１に示すフローチャートに従って、本発明にかかる複
合水素吸蔵合金の製造方法と、該製造方法により製造さ
れた複合水素吸蔵合金の特性とを説明する。図１に示す
ように、ステップ＃１では、粉砕機等を用いて、水素吸
蔵率の高い高水素吸蔵合金の粒子(粉体)が調製される。
ここで、高水素吸蔵合金としては、例えばＭg、Ｍg2Ｎ
i、Ｍg2Ｃu等のマグネシウム系合金(Ｍg系合金)を用い
ることができる。なお、高水素吸蔵合金は、水素吸蔵率
が高いものであれば(例えば、最大吸蔵率３wt％以上)、
かかるＭg系合金には限られないのはもちろんである。
また、粒子径は、後で説明する減圧溶射に適するように
好ましく設定される。
【００１５】ステップ＃２では、粉砕機等を用いて、水
素を低温で吸蔵・放出することができる低温水素吸蔵合
金の粒子(粉体)が調製される。ここで、低温水素吸蔵合
金としては、例えば希土類金属系、チタン系(Ｔi系)、
あるいはジルコニウム系の水素吸蔵合金を用いることが
できる。なお、低温水素吸蔵合金は、低温で水素を吸蔵
・放出することができるものであれば(例えば、１００
℃以下)、上記のものには限られないのはもちろんであ
る。また、粒子径は高水素吸蔵合金の場合とほぼ同一に
設定される。
素を低温で吸蔵・放出することができる低温水素吸蔵合
金の粒子(粉体)が調製される。ここで、低温水素吸蔵合
金としては、例えば希土類金属系、チタン系(Ｔi系)、
あるいはジルコニウム系の水素吸蔵合金を用いることが
できる。なお、低温水素吸蔵合金は、低温で水素を吸蔵
・放出することができるものであれば(例えば、１００
℃以下)、上記のものには限られないのはもちろんであ
る。また、粒子径は高水素吸蔵合金の場合とほぼ同一に
設定される。
【００１６】ステップ＃３では、夫々ステップ＃１,＃
２で調製された高水素吸蔵合金の粒子と低温吸蔵合金の
粒子とが、混合器等を用いて所定の重量比(例えば、１:
１)で混合され、吸蔵合金粒子混合物がつくられる。
２で調製された高水素吸蔵合金の粒子と低温吸蔵合金の
粒子とが、混合器等を用いて所定の重量比(例えば、１:
１)で混合され、吸蔵合金粒子混合物がつくられる。
【００１７】ステップ＃４では、吸蔵合金粒子混合物を
減圧溶射して、微小な高水素吸蔵合金域と微小な低温水
素吸蔵合金域とが多数積層ないしは隣接する積層体(溶
射被膜)がつくられる。ここで、減圧溶射装置として
は、例えば、減圧されたアルゴン雰囲気下で、マイナス
電極とプラス電極との間に電圧をかけてアークを発生さ
せ、該アークによってアルゴンをプラズマ化させ、該プ
ラズマジェットによって粒子を溶射するプラズマジェッ
ト方式の溶射装置を用いることができる。なお、減圧溶
射装置はかかるプラズマジェット方式のものに限られる
ものではないのはもちろんである。
減圧溶射して、微小な高水素吸蔵合金域と微小な低温水
素吸蔵合金域とが多数積層ないしは隣接する積層体(溶
射被膜)がつくられる。ここで、減圧溶射装置として
は、例えば、減圧されたアルゴン雰囲気下で、マイナス
電極とプラス電極との間に電圧をかけてアークを発生さ
せ、該アークによってアルゴンをプラズマ化させ、該プ
ラズマジェットによって粒子を溶射するプラズマジェッ
ト方式の溶射装置を用いることができる。なお、減圧溶
射装置はかかるプラズマジェット方式のものに限られる
ものではないのはもちろんである。
【００１８】そして、かかる減圧溶射工程においては、
吸蔵合金粒子混合物の各粒子がプラズマジェットによっ
て溶融されて液滴とされた後、該液滴が高速で所定の素
材表面上に吹き付けられ、この素材表面上で急冷されて
固体化する。かかる減圧溶射によって、素材表面上に
は、高水素吸蔵合金粒子が溶融した後再び固体化されて
形成された微小な高水素吸蔵合金域と、低温水素吸蔵合
金粒子が溶融した後再び固体化されて形成された微小な
低温水素吸蔵合金域とが積層(集積)されてなる積層体
(溶射被膜)が形成される。ここで、素材表面上に形成さ
れる高水素吸蔵合金域と、低温水素吸蔵合金域とは、夫
々素材表面上で急冷されるので大部分は結晶化せずアモ
ルファス(非結晶質)となる。かかる減圧溶射以外では各
水素吸蔵合金域をアモルファス化するのはむずかしい。
なお、図２に、結晶化された水素吸蔵合金の水素吸蔵特
性(実線)と、アモルファス化された水素吸蔵合金の水素
吸蔵特性(破線)とを示す。図２において、Ａ1は最大吸
蔵率(量)を示している。
吸蔵合金粒子混合物の各粒子がプラズマジェットによっ
て溶融されて液滴とされた後、該液滴が高速で所定の素
材表面上に吹き付けられ、この素材表面上で急冷されて
固体化する。かかる減圧溶射によって、素材表面上に
は、高水素吸蔵合金粒子が溶融した後再び固体化されて
形成された微小な高水素吸蔵合金域と、低温水素吸蔵合
金粒子が溶融した後再び固体化されて形成された微小な
低温水素吸蔵合金域とが積層(集積)されてなる積層体
(溶射被膜)が形成される。ここで、素材表面上に形成さ
れる高水素吸蔵合金域と、低温水素吸蔵合金域とは、夫
々素材表面上で急冷されるので大部分は結晶化せずアモ
ルファス(非結晶質)となる。かかる減圧溶射以外では各
水素吸蔵合金域をアモルファス化するのはむずかしい。
なお、図２に、結晶化された水素吸蔵合金の水素吸蔵特
性(実線)と、アモルファス化された水素吸蔵合金の水素
吸蔵特性(破線)とを示す。図２において、Ａ1は最大吸
蔵率(量)を示している。
【００１９】ステップ＃５では、積層体に対して拡散接
合処理が施され、積層体内の高水素吸蔵合金域と低温水
素吸蔵合金域とが結合させられる。ここで、拡散接合装
置は、不活性ガス雰囲気下(例えば、アルゴン雰囲気下)
で、所定時間だけ(例えば、１０時間)、両水素吸蔵合金
の最結晶温度以下の所定の温度(例えば、４００℃)まで
積層体を加圧・加熱し、高水素吸蔵合金域と低温水素吸
蔵合金域との接触部を溶融させ、この溶融物内で両吸蔵
合金を互いに拡散(相互拡散)させた後、この溶融物を凝
固させて拡散接合層を形成し、この拡散接合層によって
高水素吸蔵合金域と低温水素吸蔵合金域とを結合させ
る。なお、拡散接合層が非結晶質となるのはもちろんで
ある。
合処理が施され、積層体内の高水素吸蔵合金域と低温水
素吸蔵合金域とが結合させられる。ここで、拡散接合装
置は、不活性ガス雰囲気下(例えば、アルゴン雰囲気下)
で、所定時間だけ(例えば、１０時間)、両水素吸蔵合金
の最結晶温度以下の所定の温度(例えば、４００℃)まで
積層体を加圧・加熱し、高水素吸蔵合金域と低温水素吸
蔵合金域との接触部を溶融させ、この溶融物内で両吸蔵
合金を互いに拡散(相互拡散)させた後、この溶融物を凝
固させて拡散接合層を形成し、この拡散接合層によって
高水素吸蔵合金域と低温水素吸蔵合金域とを結合させ
る。なお、拡散接合層が非結晶質となるのはもちろんで
ある。
【００２０】このようにして、夫々アモルファス化され
た高水素吸蔵合金域と低温吸蔵合金域とが多数、両水素
吸蔵合金が混在する拡散接合層によって結合させられた
複合水素吸蔵合金が完成する。このような複合水素吸蔵
合金においては、両水素吸蔵合金片がアモルファス化さ
れているので、結晶化されている場合よりエネルギ状態
が高くなる。このため、両水素吸蔵合金片が直接的に接
している場合でも(本案では拡散接合層が介在してい
る)、互いに隣接している高水素吸蔵合金域と低温水素
吸蔵合金域との間での水素の出入りが容易となる。ま
た、結晶化されている場合よりも水素が出入りできるポ
イントが増えるので、これによっても両水素吸蔵合金片
間での水素の出入りが容易となる。
た高水素吸蔵合金域と低温吸蔵合金域とが多数、両水素
吸蔵合金が混在する拡散接合層によって結合させられた
複合水素吸蔵合金が完成する。このような複合水素吸蔵
合金においては、両水素吸蔵合金片がアモルファス化さ
れているので、結晶化されている場合よりエネルギ状態
が高くなる。このため、両水素吸蔵合金片が直接的に接
している場合でも(本案では拡散接合層が介在してい
る)、互いに隣接している高水素吸蔵合金域と低温水素
吸蔵合金域との間での水素の出入りが容易となる。ま
た、結晶化されている場合よりも水素が出入りできるポ
イントが増えるので、これによっても両水素吸蔵合金片
間での水素の出入りが容易となる。
【００２１】また、隣接する高水素吸蔵合金域と低温水
素吸蔵合金域とを結合させる拡散接合層は、両水素吸蔵
合金が互いに拡散しあい、その内部では両水素吸蔵合金
の含有比率が徐々に変化している。すなわち、高水素吸
蔵合金域側から低温水素吸蔵合金域側に向かって高水素
吸蔵合金含有率が１００％から０％まで徐々に変化す
る。換言すれば、低温水素吸蔵合金域側から高水素吸蔵
合金域側に向かって低温水素吸蔵合金含有率が１００％
から０％まで徐々に変化する。このため、拡散接合層内
では、そのポテンシャルエネルギが徐々に変化するの
で、拡散接合層内での水素の移動に要する活性化エネル
ギが非常に低くなり、したがって拡散接合層内での水素
の移動が極めて容易となる。
素吸蔵合金域とを結合させる拡散接合層は、両水素吸蔵
合金が互いに拡散しあい、その内部では両水素吸蔵合金
の含有比率が徐々に変化している。すなわち、高水素吸
蔵合金域側から低温水素吸蔵合金域側に向かって高水素
吸蔵合金含有率が１００％から０％まで徐々に変化す
る。換言すれば、低温水素吸蔵合金域側から高水素吸蔵
合金域側に向かって低温水素吸蔵合金含有率が１００％
から０％まで徐々に変化する。このため、拡散接合層内
では、そのポテンシャルエネルギが徐々に変化するの
で、拡散接合層内での水素の移動に要する活性化エネル
ギが非常に低くなり、したがって拡散接合層内での水素
の移動が極めて容易となる。
【００２２】このように、アモルファス化によって両水
素吸蔵合金片間での水素の出入りが容易となっており、
かつ両水素吸蔵合金片が、水素の移動が極めて容易な拡
散接合層によって結合させられているので、高水素吸蔵
合金域と低温水素吸蔵合金域との間では水素の移動が容
易に起こる。このため、該複合水素吸蔵合金を低温状態
(例えば、１００℃)で水素を吸蔵させる場合には、水素
はまず低温水素吸蔵合金域に吸蔵され、この水素は拡散
接合層を介して高水素吸蔵合金域に移動する。ここで、
高水素吸蔵合金域は水素吸蔵率が高いので(例えば、３w
t％)、外部の水素は、高水素吸蔵合金域が飽和するま
で、低温水素吸蔵合金域と拡散接合層とを介して高水素
吸蔵合金域に入り続ける。なお、該複合水素吸蔵合金か
ら水素を放出する際も、高水素吸蔵合金域内の水素が、
拡散接合層と低温水素吸蔵合金域とを介して容易に外部
に放出されるのはもちろんである。
素吸蔵合金片間での水素の出入りが容易となっており、
かつ両水素吸蔵合金片が、水素の移動が極めて容易な拡
散接合層によって結合させられているので、高水素吸蔵
合金域と低温水素吸蔵合金域との間では水素の移動が容
易に起こる。このため、該複合水素吸蔵合金を低温状態
(例えば、１００℃)で水素を吸蔵させる場合には、水素
はまず低温水素吸蔵合金域に吸蔵され、この水素は拡散
接合層を介して高水素吸蔵合金域に移動する。ここで、
高水素吸蔵合金域は水素吸蔵率が高いので(例えば、３w
t％)、外部の水素は、高水素吸蔵合金域が飽和するま
で、低温水素吸蔵合金域と拡散接合層とを介して高水素
吸蔵合金域に入り続ける。なお、該複合水素吸蔵合金か
ら水素を放出する際も、高水素吸蔵合金域内の水素が、
拡散接合層と低温水素吸蔵合金域とを介して容易に外部
に放出されるのはもちろんである。
【００２３】したがって、かかる複合水素吸蔵合金は、
吸蔵・放出温度が低温水素吸蔵合金とほぼ等しく、水素
吸蔵率が高水素吸蔵合金と低温水素吸蔵合金の中間程度
である水素吸蔵合金として機能することになる。なお、
水素吸蔵率は両水素吸蔵合金の配分比によって変わる。
つまり、この複合水素吸蔵合金は、高水素吸蔵合金の高
い水素吸蔵率と、低温水素吸蔵合金の低い吸蔵・放出温
度とを兼ね備えることになる。
吸蔵・放出温度が低温水素吸蔵合金とほぼ等しく、水素
吸蔵率が高水素吸蔵合金と低温水素吸蔵合金の中間程度
である水素吸蔵合金として機能することになる。なお、
水素吸蔵率は両水素吸蔵合金の配分比によって変わる。
つまり、この複合水素吸蔵合金は、高水素吸蔵合金の高
い水素吸蔵率と、低温水素吸蔵合金の低い吸蔵・放出温
度とを兼ね備えることになる。
【００２４】表１に、本発明にかかる製造方法で製造さ
れた３種の複合水素吸蔵合金(実験Ｎo.1〜Ｎo.３)と、
２種の比較例(実験Ｎo.４〜実験Ｎo.５)の、組成、処理
条件、水素吸蔵率等の実測データを示す。なお、表１に
示す各複合水素吸蔵合金の製造条件は次のとおりであ
る。 ＜製造条件＞ 減圧溶射条件 出力 ; ２０kＷ 圧力 ; ５０mmＨg １次ガス ; アルゴン ２次ガス ; 水素 拡散処理条件 温度 ; ４００℃ 時間 ; １０〜１２時間 雰囲気 ; アルゴン 吸蔵条件 温度 ; １００℃
れた３種の複合水素吸蔵合金(実験Ｎo.1〜Ｎo.３)と、
２種の比較例(実験Ｎo.４〜実験Ｎo.５)の、組成、処理
条件、水素吸蔵率等の実測データを示す。なお、表１に
示す各複合水素吸蔵合金の製造条件は次のとおりであ
る。 ＜製造条件＞ 減圧溶射条件 出力 ; ２０kＷ 圧力 ; ５０mmＨg １次ガス ; アルゴン ２次ガス ; 水素 拡散処理条件 温度 ; ４００℃ 時間 ; １０〜１２時間 雰囲気 ; アルゴン 吸蔵条件 温度 ; １００℃
【００２５】
【表１】
【００２６】表１から明らかなとおり、本発明にかかる
実験Ｎo.１〜Ｎo.３の複合水素吸蔵合金の水素吸蔵率
は、いずれも普通の低温水素吸蔵合金の水素吸蔵率(約
１.５)よりも高くなっており、十分に高められている。
実験Ｎo.４の比較例は、実験Ｎo.１と同様の組成ではあ
るが、減圧溶射処理を行わない場合の実測データであ
る。減圧溶射を行っていないので、非結晶質とならず、
高水素吸蔵合金と低温水素吸蔵合金とが独立して機能
し、このため水素吸蔵率が低くなっているものと考えら
れる。実験Ｎo.５の比較例は、実験Ｎo.１と同様の組成
で拡散処理を行わない場合の実測データである。拡散溶
射を行っていないので、低温水素吸蔵合金から高水素吸
蔵合金への水素の移動が起こりにくく、水素吸蔵率が低
くなっているものと考えられる。
実験Ｎo.１〜Ｎo.３の複合水素吸蔵合金の水素吸蔵率
は、いずれも普通の低温水素吸蔵合金の水素吸蔵率(約
１.５)よりも高くなっており、十分に高められている。
実験Ｎo.４の比較例は、実験Ｎo.１と同様の組成ではあ
るが、減圧溶射処理を行わない場合の実測データであ
る。減圧溶射を行っていないので、非結晶質とならず、
高水素吸蔵合金と低温水素吸蔵合金とが独立して機能
し、このため水素吸蔵率が低くなっているものと考えら
れる。実験Ｎo.５の比較例は、実験Ｎo.１と同様の組成
で拡散処理を行わない場合の実測データである。拡散溶
射を行っていないので、低温水素吸蔵合金から高水素吸
蔵合金への水素の移動が起こりにくく、水素吸蔵率が低
くなっているものと考えられる。
【００２７】以上、本実施例によれば、水素吸蔵率が高
く、かつ吸蔵・放出温度の低い複合水素吸蔵合金を得る
ことができる。
く、かつ吸蔵・放出温度の低い複合水素吸蔵合金を得る
ことができる。
【００２８】
【発明の作用・効果】第１の発明によれば、両水素吸蔵
合金間での水素の移動が非結晶質層によって容易化され
るので、一方の水素吸蔵合金を高水素吸蔵合金とし、他
方の水素吸蔵合金を低温水素吸蔵合金とするれば、水素
吸蔵率が高くかつ吸蔵・放出温度の低い複合水素吸蔵合
金を得ることができる。
合金間での水素の移動が非結晶質層によって容易化され
るので、一方の水素吸蔵合金を高水素吸蔵合金とし、他
方の水素吸蔵合金を低温水素吸蔵合金とするれば、水素
吸蔵率が高くかつ吸蔵・放出温度の低い複合水素吸蔵合
金を得ることができる。
【００２９】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、第１の水素
吸蔵合金がＭg系の高水素吸蔵合金とされるので、複合
水素吸蔵合金の水素吸蔵率がとくに高められる。
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、第１の水素
吸蔵合金がＭg系の高水素吸蔵合金とされるので、複合
水素吸蔵合金の水素吸蔵率がとくに高められる。
【００３０】第３の発明によれば、基本的には第１又は
第２の発明と同様の作用・効果が得られる。さらに、第
２の水素吸蔵合金が低温水素吸蔵合金とされているの
で、複合水素吸蔵合金の吸蔵・放出温度をとくに低下さ
せることができる。
第２の発明と同様の作用・効果が得られる。さらに、第
２の水素吸蔵合金が低温水素吸蔵合金とされているの
で、複合水素吸蔵合金の吸蔵・放出温度をとくに低下さ
せることができる。
【００３１】第４の発明によれば、基本的には第１〜第
３の発明のいずれか１つと同様の作用・効果が得られ
る。さらに、両水素吸蔵合金片間での水素の移動が拡散
接合層によって一層容易化されるので、複合水素吸蔵合
金の水素吸蔵率をさらに高めることができ、かつ吸蔵・
放出温度をさらに低下させることができる。
３の発明のいずれか１つと同様の作用・効果が得られ
る。さらに、両水素吸蔵合金片間での水素の移動が拡散
接合層によって一層容易化されるので、複合水素吸蔵合
金の水素吸蔵率をさらに高めることができ、かつ吸蔵・
放出温度をさらに低下させることができる。
【００３２】第５の発明によれば、夫々アモルファス化
した高水素吸蔵合金片と低温水素吸蔵合金片とが水素の
移動を容易化する拡散接合層で結合された、水素吸蔵率
が高くかつ吸蔵・放出温度の低い複合水素吸蔵合金を製
造することができる。
した高水素吸蔵合金片と低温水素吸蔵合金片とが水素の
移動を容易化する拡散接合層で結合された、水素吸蔵率
が高くかつ吸蔵・放出温度の低い複合水素吸蔵合金を製
造することができる。
【図１】 本発明にかかる複合水素吸蔵合金の製造方法
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図２】 水素吸蔵合金の水素吸蔵特性を示す図であ
る。
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 23/00
Claims (5)
- 【請求項１】 第１の水素吸蔵合金と、第２の水素吸蔵
合金とが、非結晶質層を介して結合されていることを特
徴とする複合水素吸蔵合金。 - 【請求項２】 請求項１に記載された複合水素吸蔵合金
において、 第１の水素吸蔵合金がＭg系の高水素吸蔵合金であるこ
とを特徴とする複合水素吸蔵合金。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載された複合
水素吸蔵合金において、 第２の水素吸蔵合金が、第１の水素吸蔵合金よりも低温
で水素を吸蔵・放出することができる低温水素吸蔵合金
であることを特徴とする複合水素吸蔵合金。 - 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記
載された複合水素吸蔵合金において、 非結晶質層が、第１の水素吸蔵合金の一部と、第２の水
素吸蔵合金の一部とが互いに拡散しあうことによって形
成された拡散接合層であることを特徴とする複合水素吸
蔵合金。 - 【請求項５】 第１の水素吸蔵合金の粒子と、該第１の
水素吸蔵合金より低温で水素を吸蔵・放出することがで
きる第２の水素吸蔵合金の粒子とを混合し、 該粒子混合物を減圧溶射して、第１の水素吸蔵合金域と
第２の水素吸蔵合金域とが多数積層された積層体を形成
し、 該積層体に、両水素吸蔵合金の再結晶温度以下の温度で
拡散接合処理を施して、第１の水素吸蔵合金域と第２の
水素吸蔵合金域とを結合させるようにしたことを特徴と
する複合水素吸蔵合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18989693A JP3394567B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 複合水素吸蔵合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18989693A JP3394567B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 複合水素吸蔵合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0741808A true JPH0741808A (ja) | 1995-02-10 |
| JP3394567B2 JP3394567B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=16249007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18989693A Expired - Fee Related JP3394567B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 複合水素吸蔵合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3394567B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051046A (en) * | 1994-03-07 | 2000-04-18 | Hydro-Quabac | Nanocrystalline Ni-based alloys |
| WO2000077266A1 (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hydrogen-occluding layered material |
| US6329076B1 (en) | 1999-07-16 | 2001-12-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hydrogen storage material and manufacturing method of the same |
| JP2005126741A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Hitachi Cable Ltd | Ｍｇ−Ｌｉ系水素吸蔵合金及びその製造方法 |
| JP2005314777A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | National Institute For Materials Science | 水素吸蔵合金皮膜とその製造方法 |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP18989693A patent/JP3394567B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051046A (en) * | 1994-03-07 | 2000-04-18 | Hydro-Quabac | Nanocrystalline Ni-based alloys |
| US6277170B1 (en) | 1994-03-07 | 2001-08-21 | Hydro-Quebec | Nanocrystalline Ni-based alloys |
| WO2000077266A1 (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hydrogen-occluding layered material |
| US6337146B1 (en) | 1999-06-11 | 2002-01-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hydrogen-occluding layered material |
| US6329076B1 (en) | 1999-07-16 | 2001-12-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hydrogen storage material and manufacturing method of the same |
| JP2005126741A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Hitachi Cable Ltd | Ｍｇ−Ｌｉ系水素吸蔵合金及びその製造方法 |
| JP2005314777A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | National Institute For Materials Science | 水素吸蔵合金皮膜とその製造方法 |
| JP4538599B2 (ja) * | 2004-04-30 | 2010-09-08 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 水素吸蔵合金溶射皮膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3394567B2 (ja) | 2003-04-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |