JPH108179A - 水素吸蔵合金 - Google Patents
水素吸蔵合金Info
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- JPH108179A JPH108179A JP8161468A JP16146896A JPH108179A JP H108179 A JPH108179 A JP H108179A JP 8161468 A JP8161468 A JP 8161468A JP 16146896 A JP16146896 A JP 16146896A JP H108179 A JPH108179 A JP H108179A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｃａ−Ｍｇ合金の水素吸収量を確保しつつ、
初期活性にすぐれた高寿命の水素吸蔵合金を提供する。 【解決手段】 Ｃａ(Ｍｇ2-xＢx)yの組成をもつ金属間
化合物として表わされ、ｘ及びｙは、０＜ｘ≦０.５、
０.８≦ｙ≦１.２であり、結晶構造がＣ１４型である。
また、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂのどれか元素の一部を、Ｍ(但
し、Ｍは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ
及びＣｏからなる群から選択される１種又は２種以上の
元素)の元素でさらに置換することができる。この水素
吸蔵合金は、Ｃａ1-s(Ｍｇ2-x-tＢx-r)yＭs+ty+ryの組
成をもつ金属間化合物として表わされ、ｘ及びｙは、０
＜ｘ≦０.５、０.８≦ｙ≦１.２であり、ｓ、ｔ及びｒ
は、０＜ｓ＋ｔｙ＋ｒｙ≦０.５である。
初期活性にすぐれた高寿命の水素吸蔵合金を提供する。 【解決手段】 Ｃａ(Ｍｇ2-xＢx)yの組成をもつ金属間
化合物として表わされ、ｘ及びｙは、０＜ｘ≦０.５、
０.８≦ｙ≦１.２であり、結晶構造がＣ１４型である。
また、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂのどれか元素の一部を、Ｍ(但
し、Ｍは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ
及びＣｏからなる群から選択される１種又は２種以上の
元素)の元素でさらに置換することができる。この水素
吸蔵合金は、Ｃａ1-s(Ｍｇ2-x-tＢx-r)yＭs+ty+ryの組
成をもつ金属間化合物として表わされ、ｘ及びｙは、０
＜ｘ≦０.５、０.８≦ｙ≦１.２であり、ｓ、ｔ及びｒ
は、０＜ｓ＋ｔｙ＋ｒｙ≦０.５である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素を可逆的に吸
収、放出する水素吸蔵合金、より具体的には、Ｃａ−Ｍ
ｇ−Ｂ系の水素吸蔵合金に関する。
収、放出する水素吸蔵合金、より具体的には、Ｃａ−Ｍ
ｇ−Ｂ系の水素吸蔵合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｃａは、水素と反応してＣａＨ2なる水
素化物を形成する性質があり、資源的に豊富で、コスト
も安価で、かつ重量も軽いという利点があることから、
水素吸蔵合金として広く利用されている。このＣａ系水
素吸蔵合金として、Ｃａ−Ｍｇ合金が知られている(例
えば、特開昭５５−１０４９７参照)。この合金の水素
吸収量(合金単位重量当たりの水素含有率)は４.８重量
％で、金属水素化物の中でも比較的多量の水素を吸蔵す
るが、初期活性を行なうための温度及び圧力が高く、初
期活性化が困難という問題がある。また、水素吸収・放
出サイクルにより合金の微粉化が進行するが、その際、
合金相の分解を伴って水素吸蔵量が少なくなり、寿命の
低下を招く問題があった。
素化物を形成する性質があり、資源的に豊富で、コスト
も安価で、かつ重量も軽いという利点があることから、
水素吸蔵合金として広く利用されている。このＣａ系水
素吸蔵合金として、Ｃａ−Ｍｇ合金が知られている(例
えば、特開昭５５−１０４９７参照)。この合金の水素
吸収量(合金単位重量当たりの水素含有率)は４.８重量
％で、金属水素化物の中でも比較的多量の水素を吸蔵す
るが、初期活性を行なうための温度及び圧力が高く、初
期活性化が困難という問題がある。また、水素吸収・放
出サイクルにより合金の微粉化が進行するが、その際、
合金相の分解を伴って水素吸蔵量が少なくなり、寿命の
低下を招く問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のＣａ−Ｍｇ合金の水素吸収量を確保しつつ、初期活性
にすぐれるＣａ系水素吸蔵合金を提供することである。
本発明の他の目的は、水素吸収・放出サイクル経過後の
合金相の分解を抑制することにより長寿命を達成できる
Ｃａ系水素吸蔵合金を提供することである。
のＣａ−Ｍｇ合金の水素吸収量を確保しつつ、初期活性
にすぐれるＣａ系水素吸蔵合金を提供することである。
本発明の他の目的は、水素吸収・放出サイクル経過後の
合金相の分解を抑制することにより長寿命を達成できる
Ｃａ系水素吸蔵合金を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の水素吸蔵合金
は、Ｃａ−Ｍｇ合金のＭｇの一部をＢと置換したもの
で、Ｃａ(Ｍｇ2-xＢx)yの組成をもつ金属間化合物とし
て表わされ、ｘ及びｙは、０＜ｘ≦０.５、０.８≦ｙ≦
１.２であり、結晶構造がＣ１４型となるようにしたも
のである。また、本発明の水素吸蔵合金は、前記水素吸
蔵合金中、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂのどれか元素の一部を、Ｍ
(但し、Ｍは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、
Ａｌ及びＣｏからなる群から選択される１種又は２種以
上の元素)の元素でさらに置換したもので、Ｃａ1-s(Ｍ
ｇ2-x-tＢx-r)yＭs+ty+ryの組成をもつ金属間化合物と
して表わされ、ｘ及びｙは、０＜ｘ≦０.５、０.８≦ｙ
≦１.２であり、ｓ、ｔ及びｒは、０＜ｓ＋ｔｙ＋ｒｙ
≦０.５であり、結晶構造がＣ１４型となるようにした
ものである。Ｃ１４型結晶構造は、六方晶であり、その
格子定数ａ、ｃは夫々、ａ＝４.８〜５.２Å、ｃ＝７.
９〜８.３Åである。
は、Ｃａ−Ｍｇ合金のＭｇの一部をＢと置換したもの
で、Ｃａ(Ｍｇ2-xＢx)yの組成をもつ金属間化合物とし
て表わされ、ｘ及びｙは、０＜ｘ≦０.５、０.８≦ｙ≦
１.２であり、結晶構造がＣ１４型となるようにしたも
のである。また、本発明の水素吸蔵合金は、前記水素吸
蔵合金中、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂのどれか元素の一部を、Ｍ
(但し、Ｍは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、
Ａｌ及びＣｏからなる群から選択される１種又は２種以
上の元素)の元素でさらに置換したもので、Ｃａ1-s(Ｍ
ｇ2-x-tＢx-r)yＭs+ty+ryの組成をもつ金属間化合物と
して表わされ、ｘ及びｙは、０＜ｘ≦０.５、０.８≦ｙ
≦１.２であり、ｓ、ｔ及びｒは、０＜ｓ＋ｔｙ＋ｒｙ
≦０.５であり、結晶構造がＣ１４型となるようにした
ものである。Ｃ１４型結晶構造は、六方晶であり、その
格子定数ａ、ｃは夫々、ａ＝４.８〜５.２Å、ｃ＝７.
９〜８.３Åである。
【０００５】
【作用】本発明のＣａ系水素吸蔵合金は、Ｂが、本体と
なる合金構造の隙間に水素原子を導入し易くする触媒的
働きをすると共に、結晶粒の微粉化を促進して初期活性
化を向上させる。また、本発明のＣａ系水素吸蔵合金
は、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ及びＣ
ｏからなる群から選択的に含まれる１種又は２種以上の
元素が、水素の吸収・放出サイクルに伴う合金微粉化に
おいて、Ｃ１４型のＣａ−Ｍｇ−Ｂの合金相の分解又は
崩壊を抑制する働きをする。
なる合金構造の隙間に水素原子を導入し易くする触媒的
働きをすると共に、結晶粒の微粉化を促進して初期活性
化を向上させる。また、本発明のＣａ系水素吸蔵合金
は、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ及びＣ
ｏからなる群から選択的に含まれる１種又は２種以上の
元素が、水素の吸収・放出サイクルに伴う合金微粉化に
おいて、Ｃ１４型のＣａ−Ｍｇ−Ｂの合金相の分解又は
崩壊を抑制する働きをする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明のＣａ系水素吸蔵合金は、
所定の合金組成となるように調合した原料金属を、アー
ク溶解炉、高周波誘導溶解炉等の溶解炉の中で不活性雰
囲気下にて溶融した後、溶湯を自然冷却することにより
得られる。なお、合金鋳造時の凝固段階で生ずる偏析を
少なくするために、液体急冷ロール凝固法等により水素
吸蔵合金を作製するのが好ましい。液体急冷凝固ロール
法では、アーク溶解又は高周波誘導溶解等により溶融し
た合金溶湯を、高速回転しているロール上に噴出させて
急冷凝固させるもので、リボン状の薄帯合金が得られ
る。このときの溶湯の冷却速度は、１０2℃／秒以上で
ある。得られた水素吸蔵合金は、通常の場合、結晶相を
均質化するために、或は急冷による生じる結晶の不均一
歪みをなくすために、合金の融点以下の温度で所定時間
熱処理が施される。
所定の合金組成となるように調合した原料金属を、アー
ク溶解炉、高周波誘導溶解炉等の溶解炉の中で不活性雰
囲気下にて溶融した後、溶湯を自然冷却することにより
得られる。なお、合金鋳造時の凝固段階で生ずる偏析を
少なくするために、液体急冷ロール凝固法等により水素
吸蔵合金を作製するのが好ましい。液体急冷凝固ロール
法では、アーク溶解又は高周波誘導溶解等により溶融し
た合金溶湯を、高速回転しているロール上に噴出させて
急冷凝固させるもので、リボン状の薄帯合金が得られ
る。このときの溶湯の冷却速度は、１０2℃／秒以上で
ある。得られた水素吸蔵合金は、通常の場合、結晶相を
均質化するために、或は急冷による生じる結晶の不均一
歪みをなくすために、合金の融点以下の温度で所定時間
熱処理が施される。
【０００７】
【実施例】実施例１ この実施例は、ＣａＭｇ2-xＢxの３元合金について、Ｂ
の置換量ｘと、初期活性、水素吸収量の関係を調べるも
のである。所定の成分組成となるように原料金属を調合
し、これをＡｒガス雰囲気の高周波誘導炉で溶解し、溶
湯を放冷してボタン状インゴットを得た。これを石英管
の中に封入し、真空中で６００℃の温度で２時間の熱処
理を施した。得られた供試用の水素吸蔵合金を粒径約１
００μmに粉砕し、その５ｇをステンレス製反応容器(内
容積：５ｃｃ)に充填し、次の条件で容器の真空排気を
行なった後、水素を供給し、活性化処理を行なった。 ・真空排気温度：２００℃ ・水素印加圧力：３０ａｔｍ ・水素吸収時間：１時間 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表１に示
す。
の置換量ｘと、初期活性、水素吸収量の関係を調べるも
のである。所定の成分組成となるように原料金属を調合
し、これをＡｒガス雰囲気の高周波誘導炉で溶解し、溶
湯を放冷してボタン状インゴットを得た。これを石英管
の中に封入し、真空中で６００℃の温度で２時間の熱処
理を施した。得られた供試用の水素吸蔵合金を粒径約１
００μmに粉砕し、その５ｇをステンレス製反応容器(内
容積：５ｃｃ)に充填し、次の条件で容器の真空排気を
行なった後、水素を供給し、活性化処理を行なった。 ・真空排気温度：２００℃ ・水素印加圧力：３０ａｔｍ ・水素吸収時間：１時間 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表１に示
す。
【０００８】
【表１】
【０００９】表１の測定データを、図１にプロットして
示す。図１中、従来のＣａＭｇ2合金の水素吸収量４.８
重量％を破線で示している。表１及び図１から明らかな
ように、Ｂの置換量ｘが０.５以下の範囲内では、少な
くとも従来のＣａＭｇ2合金と同等又はそれ以上の水素
吸収量を確保できることがわかる。従来のＣａＭｇ2合
金についても、上記実施例と同じように６００℃の温度
で２時間の熱処理後、粒径約１００μmに粉砕し、反応
容器の中に充填した後、４.８重量％の水素吸収量を得
られる活性化条件を調べたところ、つぎの通りであっ
た。 ・真空排気温度：３２５℃ ・水素印加圧力：３０ａｔｍ ・水素吸収時間：２時間 前述したように、本発明の水素吸蔵合金は、同じ３０ａ
ｔｍの圧力条件では、２００℃(従来のＣａＭｇ2よりも
１２５℃低い)の温度で合金成分に固有の水素吸収量を
確保することができるから、本発明の水素吸蔵合金は従
来のＣａＭｇ2合金に比べて、初期活性が著しく改善さ
れていることがわかる。
示す。図１中、従来のＣａＭｇ2合金の水素吸収量４.８
重量％を破線で示している。表１及び図１から明らかな
ように、Ｂの置換量ｘが０.５以下の範囲内では、少な
くとも従来のＣａＭｇ2合金と同等又はそれ以上の水素
吸収量を確保できることがわかる。従来のＣａＭｇ2合
金についても、上記実施例と同じように６００℃の温度
で２時間の熱処理後、粒径約１００μmに粉砕し、反応
容器の中に充填した後、４.８重量％の水素吸収量を得
られる活性化条件を調べたところ、つぎの通りであっ
た。 ・真空排気温度：３２５℃ ・水素印加圧力：３０ａｔｍ ・水素吸収時間：２時間 前述したように、本発明の水素吸蔵合金は、同じ３０ａ
ｔｍの圧力条件では、２００℃(従来のＣａＭｇ2よりも
１２５℃低い)の温度で合金成分に固有の水素吸収量を
確保することができるから、本発明の水素吸蔵合金は従
来のＣａＭｇ2合金に比べて、初期活性が著しく改善さ
れていることがわかる。
【００１０】実施例２ この実施例は、ＣａＭｇ2-xＢxの３元合金において、Ｃ
ａと、Ｍｇ−Ｂ（Ｍｇの一部をＢで置換）の組成比と、
初期活性、水素吸収量の関係を調べるものである。具体
的には、Ｃａ(Ｍｇ2-xＢx)yにおいて、Ｂの置換量ｘを
０.３の一定とし、ｙの量を変化させて、水素吸収量を
調べた。実施例１と同じ要領にて、水素吸蔵合金のイン
ゴットを作製し、熱処理を施し、粉砕した後、ステンレ
ス製反応容器に５ｇ充填し、次の条件で容器の真空排気
を行なった後、水素を供給し、活性化処理を行なった。 ・真空排気温度：２５０℃ ・水素印加圧力：１０ａｔｍ ・水素吸収時間：３０分 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表２に示
す。
ａと、Ｍｇ−Ｂ（Ｍｇの一部をＢで置換）の組成比と、
初期活性、水素吸収量の関係を調べるものである。具体
的には、Ｃａ(Ｍｇ2-xＢx)yにおいて、Ｂの置換量ｘを
０.３の一定とし、ｙの量を変化させて、水素吸収量を
調べた。実施例１と同じ要領にて、水素吸蔵合金のイン
ゴットを作製し、熱処理を施し、粉砕した後、ステンレ
ス製反応容器に５ｇ充填し、次の条件で容器の真空排気
を行なった後、水素を供給し、活性化処理を行なった。 ・真空排気温度：２５０℃ ・水素印加圧力：１０ａｔｍ ・水素吸収時間：３０分 活性化処理後、水素吸収量をジーベルツ装置により測定
した。供試合金の成分組成と、水素吸収量を表２に示
す。
【００１１】
【表２】
【００１２】表２の測定データを、図２にプロットして
示す。図２中、従来のＣａＭｇ2合金の水素吸収量４.８
重量％を破線で示している。表２及び図２から明らかな
ように、ｙの値を０.８〜１.２の範囲内に設定すること
により、少なくとも従来のＣａＭｇ2合金と同等又はそ
れ以上の水素吸収量を確保できることがわかる。
示す。図２中、従来のＣａＭｇ2合金の水素吸収量４.８
重量％を破線で示している。表２及び図２から明らかな
ように、ｙの値を０.８〜１.２の範囲内に設定すること
により、少なくとも従来のＣａＭｇ2合金と同等又はそ
れ以上の水素吸収量を確保できることがわかる。
【００１３】実施例２における活性化処理条件は上述し
たように、２５０℃、１０ａｔｍ、３０分であり、実施
例１の活性化処理条件よりも温度を若干高くしたため
(２００℃→２５０℃)、圧力は低くなっている(３０ａ
ｔｍ→１０ａｔｍ)。しかし、実施例２の活性化処理条
件を、前述した従来のＣａＭｇ2合金の活性化処理の条
件、３２５℃、３０ａｔｍ、２時間と比較すると、温
度、圧力、時間のどのパラメータに関しても、より緩和
された条件で合金固有の水素吸収量を確保することがで
きることを示しており、初期活性が著しく改善されてい
ることがわかる。
たように、２５０℃、１０ａｔｍ、３０分であり、実施
例１の活性化処理条件よりも温度を若干高くしたため
(２００℃→２５０℃)、圧力は低くなっている(３０ａ
ｔｍ→１０ａｔｍ)。しかし、実施例２の活性化処理条
件を、前述した従来のＣａＭｇ2合金の活性化処理の条
件、３２５℃、３０ａｔｍ、２時間と比較すると、温
度、圧力、時間のどのパラメータに関しても、より緩和
された条件で合金固有の水素吸収量を確保することがで
きることを示しており、初期活性が著しく改善されてい
ることがわかる。
【００１４】実施例３ この実施例は、本発明のＣａ系水素吸蔵合金の組成と寿
命との関係を調べるものである。具体的には、Ｃａ
1-s(Ｍｇ2-x-tＢx-r)yＭs+ty+ryにおいて、Ｍｇの一部
をＢで置換したときの置換量ｘを０.３、ｙを１、つま
り、Ｃａ1-s(Ｍｇ1.7-tＢ0.3- r)Ｍs+t+rとし、この組成
式においてｓ＋ｔ＋ｒ＝０.２としたとき、活性化処理
後の水素吸収量と、水素吸収放出サイクル経過後の水素
吸収量を調べた。なお、上記組成式において、Ｍは、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ又はＣｏであ
る。
命との関係を調べるものである。具体的には、Ｃａ
1-s(Ｍｇ2-x-tＢx-r)yＭs+ty+ryにおいて、Ｍｇの一部
をＢで置換したときの置換量ｘを０.３、ｙを１、つま
り、Ｃａ1-s(Ｍｇ1.7-tＢ0.3- r)Ｍs+t+rとし、この組成
式においてｓ＋ｔ＋ｒ＝０.２としたとき、活性化処理
後の水素吸収量と、水素吸収放出サイクル経過後の水素
吸収量を調べた。なお、上記組成式において、Ｍは、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ又はＣｏであ
る。
【００１５】実施例１と同じ要領にて、水素吸蔵合金の
インゴットを作製し、熱処理を施し、粉砕した後、ステ
ンレス製反応容器に５ｇ充填し、活性化処理を行なっ
た。活性化処理は実施例２の条件と同じであり、２５０
℃、１０ａｔｍの条件で水素を３０分供給して行なっ
た。
インゴットを作製し、熱処理を施し、粉砕した後、ステ
ンレス製反応容器に５ｇ充填し、活性化処理を行なっ
た。活性化処理は実施例２の条件と同じであり、２５０
℃、１０ａｔｍの条件で水素を３０分供給して行なっ
た。
【００１６】次に、反応容器内の供試水素吸蔵合金に対
して、２５０℃、１０ａｔｍの条件で水素ガスを吸収さ
せ、４００℃の温度で真空引きして水素ガスを放出する
工程を１サイクルとする水素吸収放出試験を行ない、５
サイクル後、１０サイクル後、１５サイクル後及び２０
サイクル後における水素吸収量を測定した。次に、「容
量維持率」として、２０サイクル後における水素吸収量
を、活性化処理後の水素吸収量で除算して求めた。この
容量維持率は、当初の水素吸収量が、サイクル経過後ど
のように維持されるかを示しており、水素吸蔵合金の寿
命の指標となるものである。
して、２５０℃、１０ａｔｍの条件で水素ガスを吸収さ
せ、４００℃の温度で真空引きして水素ガスを放出する
工程を１サイクルとする水素吸収放出試験を行ない、５
サイクル後、１０サイクル後、１５サイクル後及び２０
サイクル後における水素吸収量を測定した。次に、「容
量維持率」として、２０サイクル後における水素吸収量
を、活性化処理後の水素吸収量で除算して求めた。この
容量維持率は、当初の水素吸収量が、サイクル経過後ど
のように維持されるかを示しており、水素吸蔵合金の寿
命の指標となるものである。
【００１７】水素吸収量の測定結果と容量維持率の算出
結果を表３に示す。実施例１のＣａＭｇ1.7Ｂ0.3につい
ても、同じ様に前記条件で水素吸収放出試験を実施し、
その水素吸収量を測定した。その測定結果と算出した容
量維持率を併せて表３に示している。なお、表３の供試
合金の成分組成中、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍ
ｎ、Ａｌ又はＣｏの置換量が０.２であり、被置換元素
は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂのどれかの元素であり、ｓ、ｔ、ｒ
は、ｓ＋ｔ＋ｒ＝０.２であることを意味する。
結果を表３に示す。実施例１のＣａＭｇ1.7Ｂ0.3につい
ても、同じ様に前記条件で水素吸収放出試験を実施し、
その水素吸収量を測定した。その測定結果と算出した容
量維持率を併せて表３に示している。なお、表３の供試
合金の成分組成中、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍ
ｎ、Ａｌ又はＣｏの置換量が０.２であり、被置換元素
は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂのどれかの元素であり、ｓ、ｔ、ｒ
は、ｓ＋ｔ＋ｒ＝０.２であることを意味する。
【００１８】
【表３】
【００１９】表３を参照すると、ＣａＭｇ1.7Ｂ0.3の合
金と他の合金との比較により、Ｃａ−Ｍｇ−Ｂ合金の一
部元素を、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ
又はＣｏと置換することにより、容量維持率は少なくと
も１０％以上改善されることを示している。置換量を多
くする程、容量維持率は改善されるが、サイクル開始前
の初期段階における水素吸収量の低下を招く。このた
め、水素吸蔵合金の組成をＣａ1-s(Ｍｇ2-x-tＢx-r)yＭ
s+ty+ryで表わしたとき、置換元素Ｍの置換量ｓ＋ｔｙ
＋ｒｙの範囲は、０.５以下にすることが好ましい。
金と他の合金との比較により、Ｃａ−Ｍｇ−Ｂ合金の一
部元素を、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ
又はＣｏと置換することにより、容量維持率は少なくと
も１０％以上改善されることを示している。置換量を多
くする程、容量維持率は改善されるが、サイクル開始前
の初期段階における水素吸収量の低下を招く。このた
め、水素吸蔵合金の組成をＣａ1-s(Ｍｇ2-x-tＢx-r)yＭ
s+ty+ryで表わしたとき、置換元素Ｍの置換量ｓ＋ｔｙ
＋ｒｙの範囲は、０.５以下にすることが好ましい。
【００２０】実施例４ この実施例は、溶湯の冷却速度と水素吸蔵合金の寿命と
の関係を調べるものである。実施例１で得られたＣａＭ
ｇ1.7Ｂ0.3の水素吸蔵合金を再び溶融し、これを高速回
転しているロールに吹き付けて、約１２０℃／秒の冷却
速度で急冷凝固させて薄帯状合金を作製した。これを石
英管の中に封入し、６００℃の温度で２時間の熱処理を
施した。得られた供試用の水素吸蔵合金を、実施例３と
同じ要領にて、活性化処理と水素吸収放出試験を行な
い、水素吸収量を測定すると共に容量維持率を算出し
た。水素吸収量の測定結果と容量維持率を表４に示して
いる。なお、急冷合金との比較のために、実施例３のＣ
ａＭｇ1.7Ｂ0.3(溶湯を自然冷却して得た合金)の水素吸
収量と容量維持率を表４に併せて示している。
の関係を調べるものである。実施例１で得られたＣａＭ
ｇ1.7Ｂ0.3の水素吸蔵合金を再び溶融し、これを高速回
転しているロールに吹き付けて、約１２０℃／秒の冷却
速度で急冷凝固させて薄帯状合金を作製した。これを石
英管の中に封入し、６００℃の温度で２時間の熱処理を
施した。得られた供試用の水素吸蔵合金を、実施例３と
同じ要領にて、活性化処理と水素吸収放出試験を行な
い、水素吸収量を測定すると共に容量維持率を算出し
た。水素吸収量の測定結果と容量維持率を表４に示して
いる。なお、急冷合金との比較のために、実施例３のＣ
ａＭｇ1.7Ｂ0.3(溶湯を自然冷却して得た合金)の水素吸
収量と容量維持率を表４に併せて示している。
【００２１】
【表４】
【００２２】表４から明らかなように、水素吸蔵合金の
溶製時、溶湯を急冷した合金の方が、容量維持率が大き
く、高寿命を得られることがわかる。
溶製時、溶湯を急冷した合金の方が、容量維持率が大き
く、高寿命を得られることがわかる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵合金は、従来のＣａ−
Ｍｇ合金に比べて、初期活性が容易であり、また、水素
吸収・放出サイクルに伴う微粉化において合金相の分解
が抑制されるため、長寿命を得ることができる。従っ
て、水素貯蔵媒体やヒートポンプなどの熱利用媒体とし
て、或はアルカリ二次電池の電極として利用価値は大き
い。
Ｍｇ合金に比べて、初期活性が容易であり、また、水素
吸収・放出サイクルに伴う微粉化において合金相の分解
が抑制されるため、長寿命を得ることができる。従っ
て、水素貯蔵媒体やヒートポンプなどの熱利用媒体とし
て、或はアルカリ二次電池の電極として利用価値は大き
い。
【図１】表１の測定データをプロットして示すグラフで
ある。
ある。
【図２】表２の測定データをプロットして示すグラフで
ある。
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃａ(Ｍｇ2-xＢx)yの組成をもつ金属間
化合物であって、ｘ及びｙは、０＜ｘ≦０.５、０.８≦
ｙ≦１.２であり、結晶構造がＣ１４型である水素吸蔵
合金。 - 【請求項２】 Ｃａ1-s(Ｍｇ2-x-tＢx-r)yＭs+ty+ryの
組成をもつ金属間化合物であって、Ｍは、Ｆｅ、Ｃｒ、
Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ及びＣｏからなる群から
選択される１種又は２種以上の元素であり、ｘ及びｙ
は、０＜ｘ≦０.５、０.８≦ｙ≦１.２であり、ｓ、ｔ
及びｒは、０＜ｓ＋ｔｙ＋ｒｙ≦０.５であり、結晶構
造がＣ１４型である水素吸蔵合金。 - 【請求項３】 水素吸蔵合金は、溶湯を１０2℃／秒以
上の冷却速度で冷却して得られた合金である請求項１又
は２に記載の水素吸蔵合金。
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|---|---|---|---|
| JP16146896A JP3322568B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 水素吸蔵合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16146896A JP3322568B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 水素吸蔵合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH108179A true JPH108179A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3322568B2 JP3322568B2 (ja) | 2002-09-09 |
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ID=15735678
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|---|---|---|---|
| JP16146896A Expired - Fee Related JP3322568B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 水素吸蔵合金 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322568B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995017531A1 (en) * | 1993-12-22 | 1995-06-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Hydrogen-absorbing alloy and alkaline secondary cell using the same |
| JPH0813076A (ja) * | 1994-06-28 | 1996-01-16 | Agency Of Ind Science & Technol | Ｃａ−Ａｌ系水素吸蔵合金 |
| WO1996023906A1 (en) * | 1995-02-02 | 1996-08-08 | Hydro-Quebec | NANOCRYSTALLINE Mg-BASED MATERIALS AND USE THEREOF FOR THE TRANSPORTATION AND STORAGE OF HYDROGEN |
| JPH08311596A (ja) * | 1994-07-22 | 1996-11-26 | Toshiba Corp | 水素吸蔵合金、水素吸蔵合金の表面改質方法、電池用負極およびアルカリ二次電池 |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP16146896A patent/JP3322568B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995017531A1 (en) * | 1993-12-22 | 1995-06-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Hydrogen-absorbing alloy and alkaline secondary cell using the same |
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| JPH08311596A (ja) * | 1994-07-22 | 1996-11-26 | Toshiba Corp | 水素吸蔵合金、水素吸蔵合金の表面改質方法、電池用負極およびアルカリ二次電池 |
| WO1996023906A1 (en) * | 1995-02-02 | 1996-08-08 | Hydro-Quebec | NANOCRYSTALLINE Mg-BASED MATERIALS AND USE THEREOF FOR THE TRANSPORTATION AND STORAGE OF HYDROGEN |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3322568B2 (ja) | 2002-09-09 |
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