JPH0825721B2 - 水素貯蔵体及び該水素貯蔵体への水素貯蔵方法 - Google Patents
水素貯蔵体及び該水素貯蔵体への水素貯蔵方法Info
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- JPH0825721B2 JPH0825721B2 JP1203036A JP20303689A JPH0825721B2 JP H0825721 B2 JPH0825721 B2 JP H0825721B2 JP 1203036 A JP1203036 A JP 1203036A JP 20303689 A JP20303689 A JP 20303689A JP H0825721 B2 JPH0825721 B2 JP H0825721B2
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- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水素貯蔵体および該貯蔵体への水素貯蔵方
法に関するものである。なお、本発明でいう水素とは、
特にことわりのない限り、狭義の水素(軽水素)および
その同位体(重水素、三重水素)を含む広い概念で用
い、従って本発明は、水素精製・回収装置、ヒートポン
プ、水素貯蔵器、アクチュエータ、常温核融合装置等に
広く適用可能なものである。
法に関するものである。なお、本発明でいう水素とは、
特にことわりのない限り、狭義の水素(軽水素)および
その同位体(重水素、三重水素)を含む広い概念で用
い、従って本発明は、水素精製・回収装置、ヒートポン
プ、水素貯蔵器、アクチュエータ、常温核融合装置等に
広く適用可能なものである。
[従来の技術] 従来、水素貯蔵合金などの水素貯蔵体への水素貯蔵方
法としては、2通りの方法がある。第1の方法は、水素
貯蔵合金を入れた容器内を数ないし数十気圧に加圧した
水素(軽水素)ガス雰囲気とし、高圧下における金属と
水素の2元素からなる、金属水素化物の固溶平衡状態を
利用して水素貯蔵を行う方法である。第2の方法は、水
の電気分解の応用として陰極に水素貯蔵合金を使用し、
通電した際に陰極から発生する水素(軽水素)を水素貯
蔵合金に貯蔵させる方法である。
法としては、2通りの方法がある。第1の方法は、水素
貯蔵合金を入れた容器内を数ないし数十気圧に加圧した
水素(軽水素)ガス雰囲気とし、高圧下における金属と
水素の2元素からなる、金属水素化物の固溶平衡状態を
利用して水素貯蔵を行う方法である。第2の方法は、水
の電気分解の応用として陰極に水素貯蔵合金を使用し、
通電した際に陰極から発生する水素(軽水素)を水素貯
蔵合金に貯蔵させる方法である。
通常、上記第1の方法による水素貯蔵合金中の水素含
有量は、容器内の水素ガス圧と水素貯蔵合金の温度とに
依存し、水素ガスの高圧化あるいは水素貯蔵合金の低温
化とともに水素含有量は急激に増加する。第2の電気分
解法では、陰極表面の圧力が電気分解の際に印加する電
圧に依存するので、電圧を増すことで陰極表面圧を数気
圧から数十気圧に上げることが可能である。
有量は、容器内の水素ガス圧と水素貯蔵合金の温度とに
依存し、水素ガスの高圧化あるいは水素貯蔵合金の低温
化とともに水素含有量は急激に増加する。第2の電気分
解法では、陰極表面の圧力が電気分解の際に印加する電
圧に依存するので、電圧を増すことで陰極表面圧を数気
圧から数十気圧に上げることが可能である。
[発明が解決しようとする課題] 水素貯蔵体に水素を貯蔵させるに際しては、そのため
に使用される装置の大型化や運転費用の増大、あるいは
水素貯蔵体が置かれる雰囲気の制御(圧力の管理等)の
困難化を伴うことなく、効率高く高濃度に貯蔵を行なわ
せることが強く要望されている。
に使用される装置の大型化や運転費用の増大、あるいは
水素貯蔵体が置かれる雰囲気の制御(圧力の管理等)の
困難化を伴うことなく、効率高く高濃度に貯蔵を行なわ
せることが強く要望されている。
一方、ごく最近では、水素貯蔵体を用いた核融合につ
いての報告がなされ、その面での水素貯蔵体の有用性が
指摘されている。すなわち、従来、核融合プロセスは、
重水素の高温プラズマを磁場の作用で保持したり、高密
度に圧縮してプラズマが飛散する前に核融合反応を行な
わせるものであり、このため高温プラズマをなるべく長
い時間閉じ込め維持するために、非常に大きなトカマク
方式がとられていたのに対し、最近PdやTi等の単金属で
なる水素貯蔵体を陰極として、多種類の金属イオンを含
む重水溶液を電気分解することによって常温核融合を生
じさせるという報告がなされている。この常温核融合は
重水を貯蔵しうるPdやTi単金属を陰極にして、電気分解
法によってPdやTiの水素化物中で重水素同志を結合さ
せ、核融合を行なわせようとするものである。そして、
例えば、S.E,JonesらによるNature 338(1989)7373.
“Observation of cold nuclear fusion in condensed
matter"では、電気分解中に発生する中性子を高感度装
置で測定し、2.5MeVの中性子を検出し、核融合反がごく
僅かながら起きていることを証明している。
いての報告がなされ、その面での水素貯蔵体の有用性が
指摘されている。すなわち、従来、核融合プロセスは、
重水素の高温プラズマを磁場の作用で保持したり、高密
度に圧縮してプラズマが飛散する前に核融合反応を行な
わせるものであり、このため高温プラズマをなるべく長
い時間閉じ込め維持するために、非常に大きなトカマク
方式がとられていたのに対し、最近PdやTi等の単金属で
なる水素貯蔵体を陰極として、多種類の金属イオンを含
む重水溶液を電気分解することによって常温核融合を生
じさせるという報告がなされている。この常温核融合は
重水を貯蔵しうるPdやTi単金属を陰極にして、電気分解
法によってPdやTiの水素化物中で重水素同志を結合さ
せ、核融合を行なわせようとするものである。そして、
例えば、S.E,JonesらによるNature 338(1989)7373.
“Observation of cold nuclear fusion in condensed
matter"では、電気分解中に発生する中性子を高感度装
置で測定し、2.5MeVの中性子を検出し、核融合反がごく
僅かながら起きていることを証明している。
しかしながら、このように水素貯蔵体を核融合に応用
せんとする場合、PdやTi単金属に重水素を貯蔵させるた
めに重水素を貯蔵量に限度がある。このため、核融合を
安定に起すための重水素同志の衝突確率が低くなってし
まい、観測される中性子の絶対量もごく僅かであった。
せんとする場合、PdやTi単金属に重水素を貯蔵させるた
めに重水素を貯蔵量に限度がある。このため、核融合を
安定に起すための重水素同志の衝突確率が低くなってし
まい、観測される中性子の絶対量もごく僅かであった。
本発明は、以上の諸点に鑑みてなされたもので、効率
よく高濃度に水素貯蔵を可能とする水素貯蔵体およびこ
れに対する水素貯蔵方法を提供することを目的とする。
よく高濃度に水素貯蔵を可能とする水素貯蔵体およびこ
れに対する水素貯蔵方法を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] そのために、本発明水素貯蔵体は、第1の水素貯蔵材
を有する第1領域と、該第1領域の全てを覆う第2の水
素貯蔵材であって、前記第1の水素貯蔵材がβ相である
温度および/または圧力範囲で水素を放出あるいは貯蔵
する当該第2の水素貯蔵材を有する第2領域と、該第2
領域の全てを覆う第1の水素貯蔵材を有する第3領域
と、を具えたことを特徴とする。
を有する第1領域と、該第1領域の全てを覆う第2の水
素貯蔵材であって、前記第1の水素貯蔵材がβ相である
温度および/または圧力範囲で水素を放出あるいは貯蔵
する当該第2の水素貯蔵材を有する第2領域と、該第2
領域の全てを覆う第1の水素貯蔵材を有する第3領域
と、を具えたことを特徴とする。
また、本発明は、かかる水素貯蔵体への水素貯蔵方法
において、前記水素貯蔵体に水素あるいはその同位体を
供給するとともに、前記水素貯蔵体を前記第1の水素貯
蔵材と前記第2の水素貯蔵材の両方に水素を貯蔵させる
温度および/または圧力の条件にさせる工程と、前記水
素貯蔵体を前記第1の水素貯蔵材がβ相で第2の水素貯
蔵材のみが水素を放出する温度および/または圧力範囲
の条件にさせる工程と、を、繰り返し行うことを特徴と
する。
において、前記水素貯蔵体に水素あるいはその同位体を
供給するとともに、前記水素貯蔵体を前記第1の水素貯
蔵材と前記第2の水素貯蔵材の両方に水素を貯蔵させる
温度および/または圧力の条件にさせる工程と、前記水
素貯蔵体を前記第1の水素貯蔵材がβ相で第2の水素貯
蔵材のみが水素を放出する温度および/または圧力範囲
の条件にさせる工程と、を、繰り返し行うことを特徴と
する。
[作用] 本発明によれば、例えば低い温度および/または圧力
に設定して第1の水素貯蔵材(例えばPd)でなる第1,第
3領域および第2の水素貯蔵材(例えばLaNi5等の水素
貯蔵合金)でなる第2領域に共に水素を貯蔵させた後、
第1の水素貯蔵材でなる第1,第3領域が水素を貯蔵し、
かつ第2の水素貯蔵材でなる第2領域が水素を放出する
高い温度および/または圧力に設定して水素を第2の水
素貯蔵体から第1の水素貯蔵体中に侵入させる処理を繰
り返し行うことにより、中心部の第1領域に向けて水素
をポンピングして、貯蔵される水素量を効率よく増加さ
せることができる。
に設定して第1の水素貯蔵材(例えばPd)でなる第1,第
3領域および第2の水素貯蔵材(例えばLaNi5等の水素
貯蔵合金)でなる第2領域に共に水素を貯蔵させた後、
第1の水素貯蔵材でなる第1,第3領域が水素を貯蔵し、
かつ第2の水素貯蔵材でなる第2領域が水素を放出する
高い温度および/または圧力に設定して水素を第2の水
素貯蔵体から第1の水素貯蔵体中に侵入させる処理を繰
り返し行うことにより、中心部の第1領域に向けて水素
をポンピングして、貯蔵される水素量を効率よく増加さ
せることができる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
(実施例1) 本実施例では、第1の水素貯蔵材間に第2の水素貯蔵
材の層が配されてなる三層構成のロッド状水素貯蔵体を
用い、電気分解法により重水素を貯蔵させる場合につい
て述べる。
材の層が配されてなる三層構成のロッド状水素貯蔵体を
用い、電気分解法により重水素を貯蔵させる場合につい
て述べる。
第1図は本実施例で用いたロッド状の水素(本例では
重水素)貯蔵体の一構成例を示す概略断面図である。こ
こで、1は第1の水素貯蔵材をなすPd等の金属である。
2はこの第1の水素貯蔵材1を覆う第2の水素貯蔵材で
あり、第1の水素貯蔵材1がβ転移する温度範囲でα転
位するような水素貯蔵合金等を用いることができる。3
はさらに第2の水素貯蔵材2を覆う第1の水素貯蔵材で
ある。
重水素)貯蔵体の一構成例を示す概略断面図である。こ
こで、1は第1の水素貯蔵材をなすPd等の金属である。
2はこの第1の水素貯蔵材1を覆う第2の水素貯蔵材で
あり、第1の水素貯蔵材1がβ転移する温度範囲でα転
位するような水素貯蔵合金等を用いることができる。3
はさらに第2の水素貯蔵材2を覆う第1の水素貯蔵材で
ある。
第1および第2の水素貯蔵材の関係をさらに詳しく説
明する。
明する。
第2図は第1の水素貯蔵材−重水素(D)系の一例と
してPd−D系の圧力−組成等温線の模式図である。第2
図中のの領域はα相単相であり、の領域はβ相単
相、の領域はα+β相の2相共存領域である。例え
ば、重水素の1〜10気圧のもとでは、5℃〜50℃の温度
範囲では、Pd金属はβ相単体に転移する。
してPd−D系の圧力−組成等温線の模式図である。第2
図中のの領域はα相単相であり、の領域はβ相単
相、の領域はα+β相の2相共存領域である。例え
ば、重水素の1〜10気圧のもとでは、5℃〜50℃の温度
範囲では、Pd金属はβ相単体に転移する。
第3図は本実施例に用いるのにふさわしい重水素貯蔵
合金の圧力−組成等温線の模式図である。この重水素貯
蔵合金は重水素の1気圧の下で、5℃ではβ転移、30℃
以上ではα転移する。つまり5℃で重水素を貯蔵してβ
転移させたあと、30℃以上にするとα転移することによ
り、吸収した重水素が放出されることになる。
合金の圧力−組成等温線の模式図である。この重水素貯
蔵合金は重水素の1気圧の下で、5℃ではβ転移、30℃
以上ではα転移する。つまり5℃で重水素を貯蔵してβ
転移させたあと、30℃以上にするとα転移することによ
り、吸収した重水素が放出されることになる。
すなわち、本例では第1の水素貯蔵材がβ転移する温
度,圧力範囲内でαβ転移を起しうるような重水素貯
蔵合金を用いて、第1図のような構成を有する水素貯蔵
体を形成し、この水素貯蔵体に外部から重水を供給し、
適切な温度サイクルをかけることにより、第2の水素貯
蔵材に重水素の吸収および放出を行なわせ、内側の第1
の重水素貯蔵材中へ重水素のポンピングを行ってその水
素濃度を高めるようにしたものである。
度,圧力範囲内でαβ転移を起しうるような重水素貯
蔵合金を用いて、第1図のような構成を有する水素貯蔵
体を形成し、この水素貯蔵体に外部から重水を供給し、
適切な温度サイクルをかけることにより、第2の水素貯
蔵材に重水素の吸収および放出を行なわせ、内側の第1
の重水素貯蔵材中へ重水素のポンピングを行ってその水
素濃度を高めるようにしたものである。
以下、具体例を挙げて説明する。
実施例1−1 第1図に示す水素貯蔵体を次のように作製した。
第1図中の符号1に対応するPdのロッド(φ4mm,l=4
0mm)状の母材に、プラズマ溶射にて同図中符号2に対
応する重水素貯蔵合金であるLaNi5の薄膜(厚さ約10μ
m)を形成する。その後、Pdを抵抗加熱によって真空蒸
着し、厚さ1μmの同図中符号3に対応する部分を形成
して重水素貯蔵用の水素貯蔵体を得た。
0mm)状の母材に、プラズマ溶射にて同図中符号2に対
応する重水素貯蔵合金であるLaNi5の薄膜(厚さ約10μ
m)を形成する。その後、Pdを抵抗加熱によって真空蒸
着し、厚さ1μmの同図中符号3に対応する部分を形成
して重水素貯蔵用の水素貯蔵体を得た。
この水素貯蔵体に対し、第4図に示す装置を適用し
た。ここで、4は温度制御可能な恒温槽、5は0.1mol/d
m3のLiOD重水溶液、6はφ0.5mmの白金線とした陽極、
7は陰極とした水素貯蔵体、8は電源である。
た。ここで、4は温度制御可能な恒温槽、5は0.1mol/d
m3のLiOD重水溶液、6はφ0.5mmの白金線とした陽極、
7は陰極とした水素貯蔵体、8は電源である。
かかる装置を用いて重水の電気分解を行った。このと
き、印加電圧を5Vとし、電解液温度を5℃とした約30分
間の電気分解、および電解液温度を30℃とした約20分間
の電気分解の工程を約10日間繰り返し行った。液温の制
御は、不図示の制御手段により恒温槽4を制御すること
により行った。
き、印加電圧を5Vとし、電解液温度を5℃とした約30分
間の電気分解、および電解液温度を30℃とした約20分間
の電気分解の工程を約10日間繰り返し行った。液温の制
御は、不図示の制御手段により恒温槽4を制御すること
により行った。
かかるプロセスにおいて、液温を5℃とすると、第1
の水素貯蔵材1,3に該当する各Pdおよび第2の水素貯蔵
材2に該当するLaNi5の三者共、重水素を吸収する。そ
の後液温を30℃とすると、各部1,3のPdはβ相を保った
ままであるが、部分2のLaNi5はα相に転移する。すな
わちこのときLaNi5は重水素を放出し、部分2より高密
度に発生した重水素が部分1,3のPdに高濃度に閉じ込め
られることになるわけである。
の水素貯蔵材1,3に該当する各Pdおよび第2の水素貯蔵
材2に該当するLaNi5の三者共、重水素を吸収する。そ
の後液温を30℃とすると、各部1,3のPdはβ相を保った
ままであるが、部分2のLaNi5はα相に転移する。すな
わちこのときLaNi5は重水素を放出し、部分2より高密
度に発生した重水素が部分1,3のPdに高濃度に閉じ込め
られることになるわけである。
常温核融合反応を生起するためには、原子核同士が頻
繁に衝突するように重水素を高密度に閉じ込めねばなら
ず、そして、上記S.E.Jonesらの報告によれば中性子,
γ線測定等により核融合反応が確認できるとされてい
る。
繁に衝突するように重水素を高密度に閉じ込めねばなら
ず、そして、上記S.E.Jonesらの報告によれば中性子,
γ線測定等により核融合反応が確認できるとされてい
る。
本例では、装置周辺に液体シンチレータを設置し、10
日目の電気分解中にシンチレーションカウンタによりγ
線の計測を行ったところ、バックグランドに対して3倍
のγ線量を検出した。
日目の電気分解中にシンチレーションカウンタによりγ
線の計測を行ったところ、バックグランドに対して3倍
のγ線量を検出した。
比較例1−1 同様の工程で、陰極としてPd単体を用いた場合は、ほ
とんどバックグランドと同程度のγ線量しか検出できな
かった。
とんどバックグランドと同程度のγ線量しか検出できな
かった。
実施例1−2 実施例1−1と同様に、部分1に該当するPdロッド上
にプラズマ溶射にて部分2に該当する第2の水素貯蔵材
としてのFeTiを形成し、さらにその上にPdを蒸着したも
のを重水素貯蔵用の水素貯蔵体とした。これを実施例1
−1と同じプロセスで電気分解を行ったところ、実施例
1−1と同様の効果を得た。
にプラズマ溶射にて部分2に該当する第2の水素貯蔵材
としてのFeTiを形成し、さらにその上にPdを蒸着したも
のを重水素貯蔵用の水素貯蔵体とした。これを実施例1
−1と同じプロセスで電気分解を行ったところ、実施例
1−1と同様の効果を得た。
実施例1−3 実施例1−1と同様に、部分1に該当する第1の水素
貯蔵材としてのTiロッド上に、プラズマ溶射にて部分2
に該当する第2の水素貯蔵材としてのLaNi5を形成し、
さらにTiを蒸着したものを用いた実験を行った結果、実
施例1−1と同等の結果が得られた。
貯蔵材としてのTiロッド上に、プラズマ溶射にて部分2
に該当する第2の水素貯蔵材としてのLaNi5を形成し、
さらにTiを蒸着したものを用いた実験を行った結果、実
施例1−1と同等の結果が得られた。
なお、本実施例で使用した重水素貯蔵用の貯蔵体の形
状は円筒(ロッド)状であったが、球状,薄膜状等適宜
の形状とすることができる。特に球状とした場合は、重
水素貯蔵の際、均一に圧力が加わるので、効果が高るこ
とは言うまでもない。
状は円筒(ロッド)状であったが、球状,薄膜状等適宜
の形状とすることができる。特に球状とした場合は、重
水素貯蔵の際、均一に圧力が加わるので、効果が高るこ
とは言うまでもない。
(実施例2) 水素貯蔵体への重水素の貯蔵は、上記のような電気分
解法によるもののみならず、次のようにしても行うこと
ができる。本実施例に適用される方法は、水素貯蔵体を
入れた容器内を数ないし数10気圧に加圧した重水素ガス
雰囲気とし、高圧下における金属と重水素との2元素か
らなる金属水素化物の固容平衡状態を利用して重水素の
貯蔵を行わせるものである。
解法によるもののみならず、次のようにしても行うこと
ができる。本実施例に適用される方法は、水素貯蔵体を
入れた容器内を数ないし数10気圧に加圧した重水素ガス
雰囲気とし、高圧下における金属と重水素との2元素か
らなる金属水素化物の固容平衡状態を利用して重水素の
貯蔵を行わせるものである。
実施例2−1 上記実施例1−1と同様の構成,寸法を有する水素貯
蔵体12に対し、第5図示の装置を適用した。ここに、9
は重水素ガスボンベ、11はステンレス等の耐圧管(例え
ば外径10mm,内径6mm,長さ400mm)、10および14はガスボ
ンベ9と耐圧管11とを結ぶ配管15の途中に設けたバル
ブ、13はバルブ10,14間の配管に連通した排気ラインで
あり、真空ポンプ16に接続されている。
蔵体12に対し、第5図示の装置を適用した。ここに、9
は重水素ガスボンベ、11はステンレス等の耐圧管(例え
ば外径10mm,内径6mm,長さ400mm)、10および14はガスボ
ンベ9と耐圧管11とを結ぶ配管15の途中に設けたバル
ブ、13はバルブ10,14間の配管に連通した排気ラインで
あり、真空ポンプ16に接続されている。
まず、水素貯蔵体12を耐圧管11に入れ、バルブ10のみ
を開状態として排気ライン13により耐圧管11内部を真空
状態とした。これは、軽水素を除去して、水素貯蔵体12
に対し重水素のみが良好に貯蔵されるようにするためで
ある。次に、排気ライン13を閉塞した後、バルブ14を開
状態とし、ボンベ9より重水素を導入し、約10気圧(23
℃)としてバルブ10を閉じた。この状態で耐圧管11を5
℃と50℃との降温,昇温の動作を約5分のサイクルで繰
り返した。すなわち、本例では温度および圧力の双方の
サイクルが加えられることになる。
を開状態として排気ライン13により耐圧管11内部を真空
状態とした。これは、軽水素を除去して、水素貯蔵体12
に対し重水素のみが良好に貯蔵されるようにするためで
ある。次に、排気ライン13を閉塞した後、バルブ14を開
状態とし、ボンベ9より重水素を導入し、約10気圧(23
℃)としてバルブ10を閉じた。この状態で耐圧管11を5
℃と50℃との降温,昇温の動作を約5分のサイクルで繰
り返した。すなわち、本例では温度および圧力の双方の
サイクルが加えられることになる。
そして、約7日目にγ線の計測を行ったところ、バッ
クグランドに対して約2倍のγ線量が計測された。
クグランドに対して約2倍のγ線量が計測された。
比較例2−1 実施例2−1と同様のプロセスをPdの単体に対して行
ったところ、ほぼバックグランドと同程度のγ線量しか
計測されなかった。
ったところ、ほぼバックグランドと同程度のγ線量しか
計測されなかった。
(実施例3) 上記(実施例1)および(実施例2)は重水素の貯蔵
に係るものであったが、本発明は軽水素の貯蔵体として
も極めて有効なものである。その具体例について述べ
る。
に係るものであったが、本発明は軽水素の貯蔵体として
も極めて有効なものである。その具体例について述べ
る。
実施例3−1 実施例1−1に使用した水素貯蔵体を用いて実施例1
−1と同様に電気分解を3日間ほど行った。その後、水
素貯蔵金属体を破壊し、内部のPdのみをとりだした。そ
の後、このPdの水素量を熱重量分析で測定したところ、
Pd:H:=1:0.8であった。
−1と同様に電気分解を3日間ほど行った。その後、水
素貯蔵金属体を破壊し、内部のPdのみをとりだした。そ
の後、このPdの水素量を熱重量分析で測定したところ、
Pd:H:=1:0.8であった。
比較例3−1 同様の工程でPd単体を用いた場合は、Pd:H=1:0.4で
あった。
あった。
(実施例4) 以上の各実施例で採用した水素貯蔵体は、ロッド等あ
る大きさをもつブロック状のものであったが、第1の水
素貯蔵材間の第2の水素貯蔵材が配置されている水素貯
蔵体を構成する場合には、そのようなブロック状のもで
なくてもよい。例えば、粉体ないし微粒子状であっても
よい。
る大きさをもつブロック状のものであったが、第1の水
素貯蔵材間の第2の水素貯蔵材が配置されている水素貯
蔵体を構成する場合には、そのようなブロック状のもで
なくてもよい。例えば、粉体ないし微粒子状であっても
よい。
第6図はそのような粉体(粒)状の水素貯蔵体の構成
例を示す。ここで、1′は母材をなす第1の水素貯蔵材
としてのPd粉体、2′はその上に吸着された第2の水素
貯蔵材としてのLaNi5粉体、3′はさらにその上に吸着
された第1の水素貯蔵材としてのPd粉体である。
例を示す。ここで、1′は母材をなす第1の水素貯蔵材
としてのPd粉体、2′はその上に吸着された第2の水素
貯蔵材としてのLaNi5粉体、3′はさらにその上に吸着
された第1の水素貯蔵材としてのPd粉体である。
実施例4−1 第6図に示す粉体状水素貯蔵体を次のように作製し
た。
た。
粉体のPd(平均粒径10μm程度)を、LaNi5水素貯蔵
合金粉末をポリテトラフルオロエチレン(PTEFE)に分
散された分散液中に浸し、取出した。その後、ポリエチ
レン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機高分子結着
材の溶液を塗布し、不活性ガス雰囲気下で熱処理して溶
媒を飛散させ、各部1′、2′から成る粉体を得た。次
に、その粉体を有機パラジウム液体(例えば奥野製薬製
のCCP−4230)に浸し、取出した後、10分間、250℃に加
熱して有機パラジウムの結着材を飛散させた。その後、
300℃の還元性雰囲気中で熱処理を行った。
合金粉末をポリテトラフルオロエチレン(PTEFE)に分
散された分散液中に浸し、取出した。その後、ポリエチ
レン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機高分子結着
材の溶液を塗布し、不活性ガス雰囲気下で熱処理して溶
媒を飛散させ、各部1′、2′から成る粉体を得た。次
に、その粉体を有機パラジウム液体(例えば奥野製薬製
のCCP−4230)に浸し、取出した後、10分間、250℃に加
熱して有機パラジウムの結着材を飛散させた。その後、
300℃の還元性雰囲気中で熱処理を行った。
このようにして作製した粉体の水素貯蔵体を用い、水
素雰囲気中で、実施例1−1と同様に1atmで温度サイク
ルを1時間程かけた。その後、質量を測定したところ、
Pd:H=1:0.9(原子比)であった。
素雰囲気中で、実施例1−1と同様に1atmで温度サイク
ルを1時間程かけた。その後、質量を測定したところ、
Pd:H=1:0.9(原子比)であった。
比較例4−1 Pdのみの粉体に対し同様に水素貯蔵を行わせた場合に
は、Pd:H=1:0.5(原子比)であった。
は、Pd:H=1:0.5(原子比)であった。
(その他) 以上の各例では、温度サイクル、または温度および圧
力のサイクルが水素貯蔵体に加えられるようにした、圧
力のみのサイクルで貯蔵を行わせるようにすることもで
きる。
力のサイクルが水素貯蔵体に加えられるようにした、圧
力のみのサイクルで貯蔵を行わせるようにすることもで
きる。
また、本発明は、上記のような関係を有する第1およ
び第2水素貯蔵材から成る水素貯蔵体であれは、第1お
よび第2水素貯蔵材の機械的配設関係は適宜選択でき
る。例えば、上例のように3層構成とするのではなく、
それら水素貯蔵材の2層構成としたり、一方の水素貯蔵
材で形成される母材中に他方の水素貯蔵材で形成された
粒状の部分が分散配置された構成等、適宜の構成が採用
できる。しかし第2水素貯蔵材から放出される水素がす
べて第1水素貯蔵材に吸収されるようにして第1水素貯
蔵材への高密度の充填を行うことを考慮すれば、第2の
水素貯蔵材が極力あるいは全く外気に露出しない構成が
望ましい。さらに常温核融合の発生確率を高めるために
は、第1の水素貯蔵体がある程度のふくらみをもつこと
が望ましいため、バルク状の母材である第1水素貯蔵材
が第2の水素貯蔵材で覆われ、さらにこれが第1の水素
貯蔵材で覆われるようにするのが望ましい。
び第2水素貯蔵材から成る水素貯蔵体であれは、第1お
よび第2水素貯蔵材の機械的配設関係は適宜選択でき
る。例えば、上例のように3層構成とするのではなく、
それら水素貯蔵材の2層構成としたり、一方の水素貯蔵
材で形成される母材中に他方の水素貯蔵材で形成された
粒状の部分が分散配置された構成等、適宜の構成が採用
できる。しかし第2水素貯蔵材から放出される水素がす
べて第1水素貯蔵材に吸収されるようにして第1水素貯
蔵材への高密度の充填を行うことを考慮すれば、第2の
水素貯蔵材が極力あるいは全く外気に露出しない構成が
望ましい。さらに常温核融合の発生確率を高めるために
は、第1の水素貯蔵体がある程度のふくらみをもつこと
が望ましいため、バルク状の母材である第1水素貯蔵材
が第2の水素貯蔵材で覆われ、さらにこれが第1の水素
貯蔵材で覆われるようにするのが望ましい。
また、第1および第2の水素貯蔵材としては、必ずし
も上記のもの(Pd,Ti:LaNi5,FeTi)に限られない。すな
わち、第1の水素貯蔵材がβ転移する温度,圧力領域で
α−β転移する第2の水素貯蔵材が選択されるのであれ
ば、種類を問わずこれらを適用できる。例えば、Pdがβ
転移している温度、圧力領域でαβ転移する水素貯蔵
合金としては、上記LaNi5,FeTiの他、他の希土類系合
金、Mg−Ni系合金等を挙げることができる。
も上記のもの(Pd,Ti:LaNi5,FeTi)に限られない。すな
わち、第1の水素貯蔵材がβ転移する温度,圧力領域で
α−β転移する第2の水素貯蔵材が選択されるのであれ
ば、種類を問わずこれらを適用できる。例えば、Pdがβ
転移している温度、圧力領域でαβ転移する水素貯蔵
合金としては、上記LaNi5,FeTiの他、他の希土類系合
金、Mg−Ni系合金等を挙げることができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、第1の水素貯
蔵材でなる第1および第3領域の間に、これがβ相単相
で安定な温度および/または圧力領域でαβ変態する
ような第2の水素貯蔵材でなる第2領域を配置した水素
貯蔵体を用い、水素中で第2の水素貯蔵材に対して水素
の吸収/放出を行わせることにより、中心部の第1領域
側により多くの水素をポンピングして、効率よく高濃度
に貯蔵させることができる。その結果、これを重水素に
関して行えば、D−D反応の核融合の確率を高める効果
がある。
蔵材でなる第1および第3領域の間に、これがβ相単相
で安定な温度および/または圧力領域でαβ変態する
ような第2の水素貯蔵材でなる第2領域を配置した水素
貯蔵体を用い、水素中で第2の水素貯蔵材に対して水素
の吸収/放出を行わせることにより、中心部の第1領域
側により多くの水素をポンピングして、効率よく高濃度
に貯蔵させることができる。その結果、これを重水素に
関して行えば、D−D反応の核融合の確率を高める効果
がある。
第1図は本発明の一実施例に係る水素貯蔵体の構成例を
示す模式的断面図、 第2図および第3図は、それぞれ第1および第2の水素
貯蔵体−重水素系の圧力−組成等温線の例を示す線図、 第4図および第5図は本発明方法に適用可能な水素吸蔵
装置の2例を示す模式図、 第6図は本発明の他の実施例に係る水素貯蔵体の構成例
を示す模式的断面図である。 1,1′,3,3′……第1の水素貯蔵材、 2,2′……第2の水素貯蔵材、 4……恒温槽、 5……電解液、 6……陽極、 7……陰極(水素貯蔵体)、 8……電源、 9……ボンベ、 10,14……バルブ、 11……耐圧管、 12……水素貯蔵体、 13……排気ライン。
示す模式的断面図、 第2図および第3図は、それぞれ第1および第2の水素
貯蔵体−重水素系の圧力−組成等温線の例を示す線図、 第4図および第5図は本発明方法に適用可能な水素吸蔵
装置の2例を示す模式図、 第6図は本発明の他の実施例に係る水素貯蔵体の構成例
を示す模式的断面図である。 1,1′,3,3′……第1の水素貯蔵材、 2,2′……第2の水素貯蔵材、 4……恒温槽、 5……電解液、 6……陽極、 7……陰極(水素貯蔵体)、 8……電源、 9……ボンベ、 10,14……バルブ、 11……耐圧管、 12……水素貯蔵体、 13……排気ライン。
Claims (4)
- 【請求項1】第1の水素貯蔵材を有する第1領域と、該
第1領域の全てを覆う第2の水素貯蔵材であって、前記
第1の水素貯蔵材がβ相である温度および/または圧力
範囲で水素を放出あるいは貯蔵する当該第2の水素貯蔵
材を有する第2領域と、該第2領域の全てを覆う第1の
水素貯蔵材を有する第3領域と、を具えたことを特徴と
する水素貯蔵体。 - 【請求項2】前記第2の水素貯蔵材が粉体状として前記
第1の水素貯蔵材上に設けたことを特徴とする請求項1
記載の水素貯蔵体。 - 【請求項3】前記第1の水素貯蔵材および前記第2の水
素貯蔵材を共に粉体状としたことを特徴とする請求項1
または2に記載の水素貯蔵体。 - 【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の水素
貯蔵体に水素あるいはその同位体を供給するとともに、 前記水素貯蔵体を前記第1の水素貯蔵材と前記第2の水
素貯蔵材の両方に水素を貯蔵させる温度および/または
圧力の条件にさせる工程と、 前記水素貯蔵体を前記第1の水素貯蔵材がβ相で第2の
水素貯蔵材のみが水素を放出する温度および/または圧
力範囲の条件にさせる工程と、を、 繰り返し行うことを特徴とする水素貯蔵体への水素貯蔵
方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1203036A JPH0825721B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 水素貯蔵体及び該水素貯蔵体への水素貯蔵方法 |
US08/034,648 US5391366A (en) | 1989-08-04 | 1993-03-22 | Hydrogen storing member and process for storing hydrogen into the hydrogen storing member |
US08/345,714 US5567303A (en) | 1989-08-04 | 1994-11-22 | Hydrogen storing member and process for storing hydrogen into the hydrogen storing member |
US08/691,587 US5700443A (en) | 1989-08-04 | 1996-08-02 | Hydrogen storing member and process for storing hydrogen into the hydrogen storing member |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1203036A JPH0825721B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 水素貯蔵体及び該水素貯蔵体への水素貯蔵方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0369501A JPH0369501A (ja) | 1991-03-25 |
JPH0825721B2 true JPH0825721B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=16467288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1203036A Expired - Fee Related JPH0825721B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 水素貯蔵体及び該水素貯蔵体への水素貯蔵方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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JPH0825721B2 (ja) * | 1989-08-04 | 1996-03-13 | キヤノン株式会社 | 水素貯蔵体及び該水素貯蔵体への水素貯蔵方法 |
JPH06222173A (ja) * | 1992-12-01 | 1994-08-12 | Yoshiaki Arata | 常温核融合装置 |
WO1995035574A1 (fr) * | 1994-06-20 | 1995-12-28 | Yoshiaki Arata | Appareil et procede de production d'energie thermique |
JPH0990072A (ja) * | 1995-09-26 | 1997-04-04 | Toichi Chikuma | 水素原子核貯蔵方法及び水素原子核貯蔵器 |
US5895518A (en) * | 1996-04-23 | 1999-04-20 | Sandia Corporation | Synthesis of alloys with controlled phase structure |
CN1273645C (zh) * | 2001-05-30 | 2006-09-06 | 动力技术有限责任公司 | 脉冲式电解池 |
TW509769B (en) * | 2002-04-15 | 2002-11-11 | Asia Pacific Fuel Cell Tech | Device for filling and activating hydrogen storage tank |
EP1551032A4 (en) * | 2002-10-11 | 2008-03-26 | Yoshiaki Arata | HYDROGEN CONDENSATE AND METHOD FOR PRODUCING HEAT USING THE SAME |
CN1318793C (zh) * | 2002-11-04 | 2007-05-30 | 亚太燃料电池科技股份有限公司 | 储氢罐充氢及活化处理装置 |
FR2859202B1 (fr) * | 2003-08-29 | 2005-10-14 | Commissariat Energie Atomique | Compose piegeur de l'hydrogene, procede de fabrication et utilisations |
US20060088138A1 (en) * | 2004-04-07 | 2006-04-27 | Andre Jouanneau | Method and apparatus for the generation and the utilization of plasma solid |
US7781109B2 (en) * | 2004-09-03 | 2010-08-24 | Gross Karl J | Hydrogen storage and integrated fuel cell assembly |
EP1805458A4 (en) * | 2004-10-29 | 2009-05-06 | Eisenmann Corp | NATURAL GAS INJECTION SYSTEM FOR A REGENERATIVE HEAT OXIDIZER |
WO2008137178A1 (en) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Georgia Tech Research Corporation | Containers having internal reinforcing structures |
JP5504498B2 (ja) * | 2010-02-24 | 2014-05-28 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 | 燃料電池、燃料電池システムおよび発電方法 |
US9061907B2 (en) | 2011-09-21 | 2015-06-23 | The United States of America as represented by the Secretary of Commerce The National Institute of Standards and Technology | Two-component structures providing fast-low temperature charging of Mg with hydrogen |
CN104595708B (zh) * | 2014-12-29 | 2017-02-01 | 北京派瑞华氢能源科技有限公司 | 一种高温储氢合金的活化及充放氢装置 |
JP2018155708A (ja) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 水素技術応用開発株式会社 | 発熱装置用電極及び発熱装置並びに発熱方法 |
JP2020134388A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 功 村上 | 水素ガス検知装置 |
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NL7513159A (nl) * | 1975-11-11 | 1977-05-13 | Philips Nv | Titaan en ijzer bevattend materiaal voor het opslaan van waterstof. |
FR2407169A1 (fr) * | 1977-10-27 | 1979-05-25 | Raffinage Cie Francaise | Procede de preparation d'une reserve d'hydrogene et applications de ce procede. |
CH634015A5 (fr) * | 1978-11-14 | 1983-01-14 | Battelle Memorial Institute | Composition a base de magnesium pour le stockage de l'hydrogene et procede de preparation de cette composition. |
US4389326A (en) * | 1979-08-27 | 1983-06-21 | Agence Nationale De Valorization De La Recherche | Method of storing hydrogen in intimate mixtures of hydrides of magnesium and other metals or alloys |
DE3022708C2 (de) * | 1980-06-18 | 1984-05-24 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Verfahren zur Aktivierung eines für die Speicherung von Wasserstoff geeigneten Metallgranulats |
JPS5771801A (en) * | 1980-10-17 | 1982-05-04 | Sekisui Chem Co Ltd | Reactor for metallic hydride |
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US4431561A (en) * | 1982-04-28 | 1984-02-14 | Energy Conversion Devices, Inc. | Hydrogen storage materials and method of making same |
US4489049A (en) * | 1982-06-09 | 1984-12-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Solid state hydrogen pumping and storage material |
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JPH0825721B2 (ja) * | 1989-08-04 | 1996-03-13 | キヤノン株式会社 | 水素貯蔵体及び該水素貯蔵体への水素貯蔵方法 |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP1203036A patent/JPH0825721B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-03-22 US US08/034,648 patent/US5391366A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-11-22 US US08/345,714 patent/US5567303A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-02 US US08/691,587 patent/US5700443A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5567303A (en) | 1996-10-22 |
JPH0369501A (ja) | 1991-03-25 |
US5700443A (en) | 1997-12-23 |
US5391366A (en) | 1995-02-21 |
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