JPH09255301A - 水素吸蔵装置 - Google Patents
水素吸蔵装置Info
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- JPH09255301A JPH09255301A JP8065040A JP6504096A JPH09255301A JP H09255301 A JPH09255301 A JP H09255301A JP 8065040 A JP8065040 A JP 8065040A JP 6504096 A JP6504096 A JP 6504096A JP H09255301 A JPH09255301 A JP H09255301A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Abstract
る水素吸蔵装置を提供する。 【解決手段】 本発明の水素吸蔵装置においては、水素
を吸放出すべき容器1内に、水素吸蔵合金の粉末2と硫
化物からなる固体潤滑剤の粉末3とが混合されて充填さ
れている。又、他の水素吸蔵装置において、容器内に
は、水素吸蔵合金の粉末2と硫化物からなる固体潤滑剤
の粉末3を混合、成型してなるペレットが装填されてい
る。更に他の水素吸蔵装置において、容器内には、水素
吸蔵合金の粉末を成型してなるペレットが装填されると
共に、容器内周面とペレット外周面との間隙に、硫化物
からなる固体潤滑剤の粉末が充填されている。
Description
すべき容器内に水素吸蔵合金の粉末を収容してなる水素
吸蔵装置に関するものである。
や熱エネルギー変換機能等を利用した各種の水素吸蔵合
金応用システム、例えば水素貯蔵システム、アクチュエ
ータ、水素自動車、ヒートポンプ等が開発されている。
この様なシステムにおいては、溶解によって得られた水
素吸蔵合金のインゴットを粉砕して、水素吸蔵合金の粉
末を作成し、これを一定容積の容器に充填して、水素の
吸収、放出を行なわしめる。
金は、水素の吸収、放出に伴って、膨張、収縮を繰り返
し、その際の内部応力によって徐々に微粉化する。微粉
化した水素吸蔵合金粉末は容器の底に溜まるため、容器
の底部では水素吸蔵合金の充填率が高くなる。この状態
で、更に水素の吸収、放出を行なうと、特に合金充填率
の高い容器の底部では、水素吸蔵合金の膨張、収縮に伴
って合金粉末が固結化し、大きな応力が容器の内壁に作
用して、容器を変形、破壊に至らしめる、所謂スウェリ
ングの問題が発生することになる。
化することによって、合金粉末の微粉化を抑制する方策
が採られているが、充分なスウェリング抑制効果は得ら
れていない。本発明の目的は、スウェリングを効果的に
抑制することが出来る水素吸蔵装置を提供することであ
る。
蔵装置においては、水素を吸放出すべき容器(1)内に、
水素吸蔵合金の粉末(2)と硫化物からなる固体潤滑剤の
粉末(3)が混合されて充填されている。
粉末(2)の間に固体潤滑剤粉末(3)が介在しており、該
固体潤滑剤粉末(3)は硫化物からなり、特に高い潤滑性
を有しているので、水素の吸収、放出に伴って水素吸蔵
合金粉末(2)が膨張、収縮を繰り返す際、合金粉末どう
しの摩擦が固体潤滑剤粉末(3)によって潤滑され、合金
粉末どうしは大きな摩擦を伴うことなく、相対的に変位
することが可能である。又、相対的な変位が可能となる
ことで、合金粉末どうしの固結化が防止される。従っ
て、水素吸蔵合金粉末(2)の膨張、収縮に伴って発生す
る応力は容器(1)内で均一に分散し、局所的に大きな応
力は発生しない。この結果、容器の内壁に作用する応力
が軽減され、スウェリングが効果的に抑制される。
(3)は微細な粒子群から構成されるため、水素の吸収、
放出に伴って水素吸蔵合金粉末(2)が微粉化して容器
(1)の底に溜まる過程で、微粉化した水素吸蔵合金粉末
(2)の間に固体潤滑剤粉末(3)が充分に分散して入り込
み、介在することになる。これによって、合金粉末どう
しの摩擦が固体潤滑剤粉末(3)によって潤滑され、上記
同様にスウェリングが抑制される。
は、水素を吸放出すべき容器(1)内に、水素吸蔵合金の
粉末(2)と硫化物からなる固体潤滑剤の粉末(3)を混
合、成型してなるペレット(4)が装填されている。
の外周面に固体潤滑剤粉末(3)が露出しているので、ペ
レット(4)の膨張、収縮に伴うペレット外周面と容器内
周面の間の摩擦が潤滑され、これによって、容器内周面
に作用する応力が軽減されて、スウェリングが抑制され
る。
は、水素を吸放出すべき容器(1)内に、水素吸蔵合金の
粉末(2)を成型してなるペレット(5)が装填されると共
に、容器(1)の内周面とペレット(5)の外周面との間隙
に、硫化物からなる固体潤滑剤の粉末(3)が充填されて
いる。
の外周面と容器(1)の内周面の間に固体潤滑剤粉末(3)
が介在しているので、ペレット(5)の膨張、収縮に伴う
ペレット外周面と容器内周面の間の摩擦が潤滑され、こ
れによって、容器内周面に作用する応力が軽減されて、
スウェリングが抑制される。
しては、FeS、MoS2、若しくはWS2を採用するこ
とが出来、これによって、高い潤滑性が得られる。又、
固体潤滑剤粉末(3)の粒径は0.5μm以下である。こ
れによって、固体潤滑剤粉末(3)は、水素吸蔵合金粉末
(2)の間に均一に分散して介在することとなり、高い潤
滑性が得られる。
ェリングを効果的に抑制することが出来る。
き、図面に沿って具体的に説明する。第1実施例 図1に示す如く、水素を吸放出すべき容器(1)内に、水
素吸蔵合金の粉末(2)と硫化物からなる固体潤滑剤の粉
末(3)とが混合されて充填されている。
としてLaNi5の粉末を155g、固体潤滑剤としてFe
S、MoS2、或いはWS2の粉末を図中に示す重量比で
混合、充填した比較例(1)及び本発明例(1−1)(1−
2)(1−3)について、水素の吸放出を繰り返したとき
の容器外周面の周方向の応力を、歪ゲージにより測定し
た結果を表わしている。
外径は25.4mm、肉厚は1.0mm、長さは100mmであ
る。又、水素吸放出サイクルにおいて、水素吸収工程で
は、圧力1.5MPa、温度25℃を20分間維持し、水
素放出工程では、圧力13Pa、温度25℃を20分間
維持した。
率(合金及び潤滑剤の体積/容器の容積)が0.5にて、
100サイクル後の応力は2.3Kg/cm2と、スウェリ
ング発生の虞れがある高い値を示しているが、本発明例
(1−1)(1−2)(1−3)では、何れも充填率が0.4
7にて、応力が夫々1.1Kg/cm2、1.13Kg/cm2、
1.2Kg/cm2と、比較例(1)の場合の約2分の1の応
力となっており、本実施例の水素吸蔵装置によってスウ
ェリングを防止出来ることが明らかである。
の吸放出サイクルの繰返しに伴って、微粉化した合金粉
末が互いに固結して、膨張、収縮に伴う応力が増大する
ばかりでなく、固結した合金は水素吸収、放出反応に寄
与しなくなる問題がある。
アルミナ(Al2O3)の粉末を混合すれば、合金粉末の固
結が阻止され、サイクル寿命が伸びるとの報告(「電気
化学および工業物理化学」Vol.58,No.3,249〜254頁,199
0年)があるが、アルミナ粉末は一般に1μm程度の大き
な粒径を有しているため、合金粉末間へ充分に分散せ
ず、アルミナ粉末の潤滑効果は低いものとなる。
m以下の粒径を有する硫化物の粉末が固体潤滑剤として
用いられているので、該固体潤滑剤粉末は、合金粉末間
へ充分に分散して介在し、高い潤滑効果が得られるので
ある。
を固体潤滑剤として用いることが考えれるが、一般にフ
ッ化物は硫化物に比べて潤滑性が劣るばかりでなく、そ
の密度が合金密度よりも著しく小さいので、水素吸放出
を繰り返す過程で、水素吸蔵合金粉末のみが容器の底に
溜まり、これらの水素吸蔵合金粉末の間にフッ化物の粉
末が充分に介在せず、従って充分な潤滑効果が得られな
い。
一の密度を有する硫化物の固体潤滑剤が用いられている
ので、該固体潤滑剤粉末は水素吸蔵合金粉末の間に充分
に分散して、高い潤滑効果を発揮するのである。
素吸蔵合金の粉末(2)と硫化物からなる固体潤滑剤の粉
末(3)とを混合、成型してなる円盤状のペレット(4)が
複数個装填されている。尚、ペレット(4)は、水素吸蔵
合金粉末(2)及び固体潤滑剤粉末(3)に結着剤(図示省
略)を混合し、加圧成型することによって作製されてい
る。
aNi5粉末に対し、結着剤としてPTFE、固体潤滑剤
としてFeS、MoS2、或いはWS2の粉末を図中に示す
重量比で混合し、加圧成型を施して作製した複数のペレ
ットを容器内に装填した比較例(2)及び本発明例(2−
1)(2−2)(2−3)について、水素の吸放出を繰り返
したときの容器外周面の周方向の応力を、歪ゲージによ
り測定した結果を表わしている。
一であって、各ペレットは、外径22mm、厚さ16mmに
形成されている。又、水素吸放出サイクルは第1実施例
と同一である。
ル後の応力が、初期充填率0.57にて1.25Kg/c
m2、初期充填率0.6にて1.5Kg/cm2と、スウェリン
グ発生の虞れがある高い値を示しているが、本発明例
(2−1)(2−2)(2−3)では、何れも充填率が0.5
7にて、応力が夫々0.78Kg/cm2、0.85Kg/c
m2、0.81Kg/cm2と、比較例(1)の場合よりも応力
が大幅に低下しており、本実施例の水素吸蔵装置によっ
てスウェリングを防止出来ることが明らかである。
素吸蔵合金の粉末(2)を成型してなる円盤状のペレット
(5)が複数個装填されると共に、容器内周面とペレット
外周面との間隙に、硫化物からなる固体潤滑剤の粉末
(3)が充填されている。
aNi5粉末をPTFEによりペレット化し、該ペレット
を容器内に複数個装填してなる比較例(3)と、容器内周
面に固体潤滑剤粉末としてFeS粉末を塗布した後、同
上のペレットを該容器内に装填してなる本発明例(3−
1)と、同上のペレットを焼結すると共に、容器内周面
にFeS粉末を塗布した後、該容器内に該ペレットを装
填した本発明例(3−2)について、水素の吸放出を繰り
返したときの容器外周面の周方向の応力を、歪ゲージに
より測定した結果を表わしている。
一であって、各ペレットは、外径21mm、厚さ16mmに
形成されている。又、水素吸放出サイクルは第1実施例
と同一である。
ル後の応力が、初期充填率0.54にて1.1Kg/cm2、
初期充填率0.6にて1.5Kg/cm2と、スウェリング発
生の虞れのある高い値を示しているが、本発明例(3−
1)では、充填率0.54にて、応力が0.53Kg/cm2
と半減している。又、本発明例(3−2)では、充填率
0.56にて、応力が0.8Kg/cm2と、充分に低い値に
低下している。従って、本実施例の水素吸蔵装置によっ
てスウェリングを防止出来ることが明らかである。
金粉末が固結化することがなく、水素吸蔵合金自体の寿
命が長くなる。又、水素吸蔵合金の水素吸放出に伴って
生じるスウェリングが防止でき、長期に亘って本装置が
使用出来るものであり、その工業的価値は極めて大き
い。
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の形態に限らず、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
あることは勿論である。
断斜視図である。
断斜視図である。
断斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 水素を吸放出すべき容器(1)内に、水素
吸蔵合金の粉末(2)と硫化物からなる固体潤滑剤の粉末
(3)とが混合されて充填されている水素吸蔵装置。 - 【請求項2】 水素を吸放出すべき容器(1)内に、水素
吸蔵合金の粉末(2)と硫化物からなる固体潤滑剤の粉末
(3)を混合、成型してなるペレット(4)が装填されてい
る水素吸蔵装置。 - 【請求項3】 水素を吸放出すべき容器(1)内に、水素
吸蔵合金の粉末(2)を成型してなるペレット(5)が装填
されると共に、容器(1)の内周面とペレット(5)の外周
面との間隙に、硫化物からなる固体潤滑剤の粉末(3)が
充填されている水素吸蔵装置。 - 【請求項4】 前記硫化物はFeS、MoS2、若しくは
WS2である請求項1乃至請求項3の何れかに記載の水
素吸蔵装置。 - 【請求項5】 固体潤滑剤粉末(3)の粒径は0.5μm
以下である請求項1乃至請求項4の何れかに記載の水素
吸蔵装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06504096A JP3448417B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 水素吸蔵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06504096A JP3448417B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 水素吸蔵装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09255301A true JPH09255301A (ja) | 1997-09-30 |
JP3448417B2 JP3448417B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=13275460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06504096A Expired - Fee Related JP3448417B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 水素吸蔵装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3448417B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5932372A (en) * | 1997-01-02 | 1999-08-03 | Lightyear Technologies Inc. | Composite materials, processes for manufacturing the composites, composite electrode, hydrogen occluding composite, and electrochemical cell utilizing the composite |
JP2011162374A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Kobe Steel Ltd | 水素分離精製用容器 |
CN112236386A (zh) * | 2018-03-02 | 2021-01-15 | 吉凯恩粉末冶金工程有限公司 | 储氢装置以及用于制造储氢装置的方法 |
CN115818568A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-21 | 王凯 | 一种裂解水蒸汽制氢的裂解剂、制备、使用及其复活方法 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP06504096A patent/JP3448417B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5932372A (en) * | 1997-01-02 | 1999-08-03 | Lightyear Technologies Inc. | Composite materials, processes for manufacturing the composites, composite electrode, hydrogen occluding composite, and electrochemical cell utilizing the composite |
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JP2021515158A (ja) * | 2018-03-02 | 2021-06-17 | ゲーカーエン シンター メタルズ エンジニアリング ゲーエムベーハー | 水素貯蔵装置及び水素貯蔵装置の製造方法 |
CN115818568A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-21 | 王凯 | 一种裂解水蒸汽制氢的裂解剂、制备、使用及其复活方法 |
CN115818568B (zh) * | 2022-11-25 | 2024-04-09 | 王凯 | 一种裂解水蒸汽制氢的裂解剂、制备、使用及其复活方法 |
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---|---|
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