JPH11311400A - 水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法 - Google Patents
水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法Info
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- JPH11311400A JPH11311400A JP10120450A JP12045098A JPH11311400A JP H11311400 A JPH11311400 A JP H11311400A JP 10120450 A JP10120450 A JP 10120450A JP 12045098 A JP12045098 A JP 12045098A JP H11311400 A JPH11311400 A JP H11311400A
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- storage alloy
- filling
- hydrogen
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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
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- Y02E60/32—Hydrogen storage
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、水素を吸放出するための水素貯蔵
装置への水素吸蔵合金の充填方法に関し、特に充填密度
が高く、かつ熱伝導性が良好な水素貯蔵容器として特性
に優れた水素貯蔵装置とするための充填方法を提供す
る。 【解決手段】 水素を吸放出するための水素貯蔵装置へ
の水素吸蔵合金の充填方法であって、水素吸蔵合金粉
と、樹脂もしくは金属のバインダーとを混合する工程
と、前記混合粉からほぼ球形の造粒体を形成する工程
と、前記造粒体を水素貯蔵容器内に充填する工程と、そ
の後活性化処理を施し充填した該造粒体の水素吸蔵合金
を粉化させる工程からなることを特徴とし、前記バイン
ダーが水素吸蔵合金より熱伝導率の高い金属または合金
の粉末であり、水素吸蔵合金に対して、体積％で、５〜
２０％であることを特徴とする。
装置への水素吸蔵合金の充填方法に関し、特に充填密度
が高く、かつ熱伝導性が良好な水素貯蔵容器として特性
に優れた水素貯蔵装置とするための充填方法を提供す
る。 【解決手段】 水素を吸放出するための水素貯蔵装置へ
の水素吸蔵合金の充填方法であって、水素吸蔵合金粉
と、樹脂もしくは金属のバインダーとを混合する工程
と、前記混合粉からほぼ球形の造粒体を形成する工程
と、前記造粒体を水素貯蔵容器内に充填する工程と、そ
の後活性化処理を施し充填した該造粒体の水素吸蔵合金
を粉化させる工程からなることを特徴とし、前記バイン
ダーが水素吸蔵合金より熱伝導率の高い金属または合金
の粉末であり、水素吸蔵合金に対して、体積％で、５〜
２０％であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素を吸放出する
ための水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法に関
し、特に充填密度が高く、かつ熱伝導性が良好な水素貯
蔵容器として特性に優れた水素貯蔵装置とするための充
填方法に関する。
ための水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法に関
し、特に充填密度が高く、かつ熱伝導性が良好な水素貯
蔵容器として特性に優れた水素貯蔵装置とするための充
填方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素の貯蔵・輸送手段として、水素吸蔵
合金は、合金自身の体積の約1000倍以上の水素ガスを吸
蔵し貯蔵することが可能であり、その体積密度は、液体
あるいは固体水素とほぼ同等かあるいはそれ以上であ
る。この水素吸蔵材料として、Ｖ，Ｎｂ，ＴａやＴｉ−
Ｖ合金などの体心立方構造（以下ＢＣＣ構造と呼称す
る）の金属は、すでに実用化されているＬａＮｉ5 など
のＡＢ5 型合金やＴｉＭｎ2などのＡＢ2 型合金に比
べ、大量の水素を吸蔵することは古くから知られてい
た。このように、ＢＣＣ構造では、その結晶格子中の水
素吸蔵サイトが多く、計算による水素吸蔵量がＨ／Ｍ＝
２．０（原子量５０程度のＴｉやＶなど合金では約４．
０wt％）と極めて大きいためである。
合金は、合金自身の体積の約1000倍以上の水素ガスを吸
蔵し貯蔵することが可能であり、その体積密度は、液体
あるいは固体水素とほぼ同等かあるいはそれ以上であ
る。この水素吸蔵材料として、Ｖ，Ｎｂ，ＴａやＴｉ−
Ｖ合金などの体心立方構造（以下ＢＣＣ構造と呼称す
る）の金属は、すでに実用化されているＬａＮｉ5 など
のＡＢ5 型合金やＴｉＭｎ2などのＡＢ2 型合金に比
べ、大量の水素を吸蔵することは古くから知られてい
た。このように、ＢＣＣ構造では、その結晶格子中の水
素吸蔵サイトが多く、計算による水素吸蔵量がＨ／Ｍ＝
２．０（原子量５０程度のＴｉやＶなど合金では約４．
０wt％）と極めて大きいためである。
【０００３】この水素吸蔵合金を水素吸蔵装置に充填す
るには、通常は粉末の水素吸蔵合金を用いて容器内に装
填する。その際、水素吸蔵装置の容器に１００μｍ以下
の細かい粉を粉末の形状のまま充填すると、粉末流動性
が悪く、充填性が悪い。さらに、かさ密度が小さく充填
密度が高くならないので、容器の大きさの割りには吸蔵
・放出量が大きくない。また、粉末粒度分布を調整して
から密度を高めた充填を行うと、活性化時の体積膨張に
より容器が歪むなどの問題がある。さらに、容器として
の熱伝導性を改良して吸蔵・放出速度を高めることが重
要となる。このため、銅粉を混合する技術が特開平９−
４９００２号公報に開示されている。その他Ｃｕ，Ａ
ｌ，Ｎｉ等の水素吸蔵合金粉末の表面にコーティング
し、あるいはさらにバインダーとして混合して所望の成
形体を形成したり、さらに焼結したりする技術が特開平
５９−３５００１号公報に開示されている。この方法
は、成形体または焼結体とするため、様々な形をしてい
たり、内部に熱伝導性向上のためフィンが付いていたり
する水素貯蔵容器への充填には適さない。そこで、前記
問題である充填性および熱伝導性を、比較的簡便な方法
で改善可能とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填
方法の開発が望まれている。
るには、通常は粉末の水素吸蔵合金を用いて容器内に装
填する。その際、水素吸蔵装置の容器に１００μｍ以下
の細かい粉を粉末の形状のまま充填すると、粉末流動性
が悪く、充填性が悪い。さらに、かさ密度が小さく充填
密度が高くならないので、容器の大きさの割りには吸蔵
・放出量が大きくない。また、粉末粒度分布を調整して
から密度を高めた充填を行うと、活性化時の体積膨張に
より容器が歪むなどの問題がある。さらに、容器として
の熱伝導性を改良して吸蔵・放出速度を高めることが重
要となる。このため、銅粉を混合する技術が特開平９−
４９００２号公報に開示されている。その他Ｃｕ，Ａ
ｌ，Ｎｉ等の水素吸蔵合金粉末の表面にコーティング
し、あるいはさらにバインダーとして混合して所望の成
形体を形成したり、さらに焼結したりする技術が特開平
５９−３５００１号公報に開示されている。この方法
は、成形体または焼結体とするため、様々な形をしてい
たり、内部に熱伝導性向上のためフィンが付いていたり
する水素貯蔵容器への充填には適さない。そこで、前記
問題である充填性および熱伝導性を、比較的簡便な方法
で改善可能とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填
方法の開発が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特
に、２段プラトーを有するＢＣＣ構造の水素吸蔵合金に
おいて、充填する合金粉末の形状と粒径を充填性の改善
から検討し、さらに活性化の際の体積膨張による容器の
歪みを低減することを可能とする水素貯蔵装置への水素
吸蔵合金の充填方法を提供することにある。
に、２段プラトーを有するＢＣＣ構造の水素吸蔵合金に
おいて、充填する合金粉末の形状と粒径を充填性の改善
から検討し、さらに活性化の際の体積膨張による容器の
歪みを低減することを可能とする水素貯蔵装置への水素
吸蔵合金の充填方法を提供することにある。
【０００５】本発明の他の目的は、前記容器の最大歪み
の発生が初期の第１回活性化処理時に起こることから、
その時点での膨張を低減し、かつ２回目以降では再配列
して粉体を充填した場合と同様な状態とすることを可能
とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法を提供
することにある。
の発生が初期の第１回活性化処理時に起こることから、
その時点での膨張を低減し、かつ２回目以降では再配列
して粉体を充填した場合と同様な状態とすることを可能
とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法を提供
することにある。
【０００６】本発明の別の目的は、前記水素吸蔵合金に
バインダーを添加することによって、粉化が起こり易
く、熱伝導性が良好となるように添加範囲を限定してこ
れの改善を可能とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の
充填方法を提供することにある。
バインダーを添加することによって、粉化が起こり易
く、熱伝導性が良好となるように添加範囲を限定してこ
れの改善を可能とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の
充填方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、水素を吸
放出するための水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方
法であって、水素吸蔵合金粉と、樹脂もしくは金属のバ
インダーとを混合する工程と、前記混合粉からほぼ球形
の造粒体を形成する工程と、前記造粒体を水素貯蔵容器
内に充填する工程と、その後活性化処理を施し充填した
前記造粒体の水素吸蔵合金を粉化させる工程からなるこ
とを特徴とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方
法によって達成される。
放出するための水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方
法であって、水素吸蔵合金粉と、樹脂もしくは金属のバ
インダーとを混合する工程と、前記混合粉からほぼ球形
の造粒体を形成する工程と、前記造粒体を水素貯蔵容器
内に充填する工程と、その後活性化処理を施し充填した
前記造粒体の水素吸蔵合金を粉化させる工程からなるこ
とを特徴とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方
法によって達成される。
【０００８】また、上記の目的は、前記バインダーが水
素吸蔵合金より熱伝導率の高い金属または合金の粉末で
あり、水素吸蔵合金に対して、体積％で、５〜２０％で
あることを特徴とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の
充填方法によっても達成される。さらに、上記の目的
は、前記バインダー金属の粉末形状がフレーク状である
ことを特徴とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填
方法によっても達成される。また、上記の目的は、前記
熱伝導率の高い金属または合金の粉末は、Ｃｕ，Ａｌ，
Ｎｉの１種または２種以上からなることを特徴とする水
素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法によっても達成
される。
素吸蔵合金より熱伝導率の高い金属または合金の粉末で
あり、水素吸蔵合金に対して、体積％で、５〜２０％で
あることを特徴とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の
充填方法によっても達成される。さらに、上記の目的
は、前記バインダー金属の粉末形状がフレーク状である
ことを特徴とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填
方法によっても達成される。また、上記の目的は、前記
熱伝導率の高い金属または合金の粉末は、Ｃｕ，Ａｌ，
Ｎｉの１種または２種以上からなることを特徴とする水
素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法によっても達成
される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明では、混合粉を造粒すると
見かけの粒径が大きくなり、さらに球形の造粒体なの
で、容器への充填性が高まる。また、球形であるため、
その後の活性化時の粉化の際、水素吸蔵による体積膨張
が起こっても、容易に再配列が起こり、体積膨張による
容器の歪みが低減される。活性化による粉化で造粒体が
崩れ、充填密度は高く粉末を充填した場合と同じ状態と
なる。また、本発明では、金属バインダーを用いるの
で、粉化した後、金属バインダーが分散した状態とな
り、熱伝導率が良好となり、水素貯蔵容器としての特性
が高まる。
見かけの粒径が大きくなり、さらに球形の造粒体なの
で、容器への充填性が高まる。また、球形であるため、
その後の活性化時の粉化の際、水素吸蔵による体積膨張
が起こっても、容易に再配列が起こり、体積膨張による
容器の歪みが低減される。活性化による粉化で造粒体が
崩れ、充填密度は高く粉末を充填した場合と同じ状態と
なる。また、本発明では、金属バインダーを用いるの
で、粉化した後、金属バインダーが分散した状態とな
り、熱伝導率が良好となり、水素貯蔵容器としての特性
が高まる。
【００１０】本発明によれば、バインダーの添加量を特
定の範囲にするので、粉化が起こり易く、熱伝導性も良
好となる。一方、この添加量が少ないと熱伝導性が向上
せず、多いと粉化を妨げる。さらに、バインダーとして
Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉを利用すれば延性に富み、熱伝導性も
良好とする機能がある。また、水素吸蔵合金と金属バイ
ンダーを混合プレスした球状造粒体を水素貯蔵タンクに
充填することによって、活性化時の容器歪み低減、熱伝
導性向上による水素充填時間短縮等の効果が発現され
る。
定の範囲にするので、粉化が起こり易く、熱伝導性も良
好となる。一方、この添加量が少ないと熱伝導性が向上
せず、多いと粉化を妨げる。さらに、バインダーとして
Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉを利用すれば延性に富み、熱伝導性も
良好とする機能がある。また、水素吸蔵合金と金属バイ
ンダーを混合プレスした球状造粒体を水素貯蔵タンクに
充填することによって、活性化時の容器歪み低減、熱伝
導性向上による水素充填時間短縮等の効果が発現され
る。
【００１１】本発明の水素吸蔵合金粉末の大きさは特に
限定されるものではないが、数百μｍ程度であり、また
造粒体はほぼ球形であればよく、サイズは球形プレスと
して使用される、例えばロータリープレス等の容量によ
る。なお、バインダーの粒径は、例えばフレーク状のも
のであれば、厚み約１μｍ、大きさで３０〜５０μｍ程
度であり、その混合割合は５〜２０％が好ましい。ま
た、造粒体の形状は前記のようにほぼ球形とするのは、
通常のアトマイズ粉体のように真球である場合には、初
期の活性化の時点でＢＣＣ構造水素吸蔵合金の体積は約
１．４倍に膨張するが、この時に生ずる粒子の再配列は
異形の粒子に比較して再配列特性が低下するためであ
る。
限定されるものではないが、数百μｍ程度であり、また
造粒体はほぼ球形であればよく、サイズは球形プレスと
して使用される、例えばロータリープレス等の容量によ
る。なお、バインダーの粒径は、例えばフレーク状のも
のであれば、厚み約１μｍ、大きさで３０〜５０μｍ程
度であり、その混合割合は５〜２０％が好ましい。ま
た、造粒体の形状は前記のようにほぼ球形とするのは、
通常のアトマイズ粉体のように真球である場合には、初
期の活性化の時点でＢＣＣ構造水素吸蔵合金の体積は約
１．４倍に膨張するが、この時に生ずる粒子の再配列は
異形の粒子に比較して再配列特性が低下するためであ
る。
【００１２】以下本発明の充填方法について説明する。
図１に造粒体の製造および充填方法の工程を示す。図１
（ａ）は原料粉であり、水素吸蔵合金１ならびにＣｕ，
Ａｌ，Ｎｉ等からなり、その形状は圧粉体強度が低く、
再崩壊し易く熱伝導性が良いフレーク状である金属バイ
ンダー２を示す。次に、図１（ｂ）混合機３、例えばＶ
型混合機によって混合され均一に配列される。次に造粒
工程として、図１（ｃ）の乾式プレス４の金型９中に混
合粉を入れ、パンチ８で圧縮成形される。この圧縮成形
機は、球形の空隙を円盤状の金型の同一半径上に複数配
列して連続的に成形可能である、いわゆるロータリープ
レスが使用される。
図１に造粒体の製造および充填方法の工程を示す。図１
（ａ）は原料粉であり、水素吸蔵合金１ならびにＣｕ，
Ａｌ，Ｎｉ等からなり、その形状は圧粉体強度が低く、
再崩壊し易く熱伝導性が良いフレーク状である金属バイ
ンダー２を示す。次に、図１（ｂ）混合機３、例えばＶ
型混合機によって混合され均一に配列される。次に造粒
工程として、図１（ｃ）の乾式プレス４の金型９中に混
合粉を入れ、パンチ８で圧縮成形される。この圧縮成形
機は、球形の空隙を円盤状の金型の同一半径上に複数配
列して連続的に成形可能である、いわゆるロータリープ
レスが使用される。
【００１３】以上の工程によって、図１（ｄ）の造粒体
５が得られ、これを水素吸蔵装置に充填するものであ
る。その時、水素貯蔵装置６は内部に複数の充填層１０
を形成するために隔壁で仕切られ、造粒体５は図１
（ｄ）のように下部層から上部層にわたって高密度に装
入される。この充填密度は容器の設計によって異なるが
容積で４０〜６０％の充填率となるように充填される。
５が得られ、これを水素吸蔵装置に充填するものであ
る。その時、水素貯蔵装置６は内部に複数の充填層１０
を形成するために隔壁で仕切られ、造粒体５は図１
（ｄ）のように下部層から上部層にわたって高密度に装
入される。この充填密度は容器の設計によって異なるが
容積で４０〜６０％の充填率となるように充填される。
【００１４】その後、活性化によって造粒体は再崩壊し
て、図１（ｅ）に示すように粉状体に変化し、この粉体
状態で各層間に充填され、水素吸放出の機能を発現し続
けて保持することになる。この活性化時の造粒体の挙動
と再崩壊の状態を図２に示す。図２（ａ）では、最初の
造粒体の充填状況を示し、この図のように造粒体５の形
状が球形であるために、容易に充填可能となる。従来の
粉末よりも同一量の場合に空隙が多く高密度充填が可能
であることがわかる。次に、最初の活性化の膨張状態を
図２（ｂ）に示す。この図では、造粒体５が球形である
ので、前記空隙の存在により活性化時の体積膨張によっ
て、容易に再配列し容器の歪みを低減できることがわか
る。再崩壊後は図２（ｃ）のように造粒体５が崩壊し粉
末を充填した場合と同様な状態となることを示してい
る。これによって、造粒体のまま存在するよりは熱伝導
性が改善されることになる。以下に本発明について実施
例に基づいてさらに詳述する。
て、図１（ｅ）に示すように粉状体に変化し、この粉体
状態で各層間に充填され、水素吸放出の機能を発現し続
けて保持することになる。この活性化時の造粒体の挙動
と再崩壊の状態を図２に示す。図２（ａ）では、最初の
造粒体の充填状況を示し、この図のように造粒体５の形
状が球形であるために、容易に充填可能となる。従来の
粉末よりも同一量の場合に空隙が多く高密度充填が可能
であることがわかる。次に、最初の活性化の膨張状態を
図２（ｂ）に示す。この図では、造粒体５が球形である
ので、前記空隙の存在により活性化時の体積膨張によっ
て、容易に再配列し容器の歪みを低減できることがわか
る。再崩壊後は図２（ｃ）のように造粒体５が崩壊し粉
末を充填した場合と同様な状態となることを示してい
る。これによって、造粒体のまま存在するよりは熱伝導
性が改善されることになる。以下に本発明について実施
例に基づいてさらに詳述する。
【００１５】
【実施例】本実施例の水素吸蔵合金は、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｖ
系合金組成として次のように作成した。全て水冷銅ハー
スを用いたアルゴン中アーク溶解で約２０ｇのインゴッ
トで行った。鋳造したままのインゴットを空気中で粉砕
し、本実施例の水素吸蔵合金粉末は、全て少しの金属間
化合物を分散させ、摩砕効果の高い粉砕機として、ボー
ルミル（またはロッドミル）によって擬球状にした。一
方、バインダーとしてＡｌ，Ｃｕを粉砕機で粉末とした
ものを使用した。
系合金組成として次のように作成した。全て水冷銅ハー
スを用いたアルゴン中アーク溶解で約２０ｇのインゴッ
トで行った。鋳造したままのインゴットを空気中で粉砕
し、本実施例の水素吸蔵合金粉末は、全て少しの金属間
化合物を分散させ、摩砕効果の高い粉砕機として、ボー
ルミル（またはロッドミル）によって擬球状にした。一
方、バインダーとしてＡｌ，Ｃｕを粉砕機で粉末とした
ものを使用した。
【００１６】実施例１ 本実施例では、組成がＴｉ25Ｃｒ35Ｖ40である水素吸蔵
合金を、粒径５０〜３５０μｍに調整したものを使用し
た。バインダーとしては、フレーク状Ａｌで粒径５０μ
ｍとするため、粉砕後スタンプミルによってフレーク状
に作製したものを、添加量で１０ｗｔ％使用した。混合
工程は、Ｖ型混合機を使用して、その混合条件は３０ｒ
ｐｍ×３０ｍｉｎで水素吸蔵合金およびバインダーを混
合した。以上の条件で調整したものを、造粒工程におい
て乾式プレスによって、成形圧力５ｔｏｎ／ｃｍ2 で粒
径３ｍｍの造粒体に成形した。この造粒体をプレートフ
ィン構造を有する円筒容器（内容積１０００ｍｌ）に充
填し、活性化条件として、真空引き６０℃×１ｈｒ、引
き続き水素加圧１０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、０℃×１ｈの繰り
返しを３回行った。その時の水素吸蔵合金の充填密度、
容器ひずみ量および９５％水素充填時間を測定した。
合金を、粒径５０〜３５０μｍに調整したものを使用し
た。バインダーとしては、フレーク状Ａｌで粒径５０μ
ｍとするため、粉砕後スタンプミルによってフレーク状
に作製したものを、添加量で１０ｗｔ％使用した。混合
工程は、Ｖ型混合機を使用して、その混合条件は３０ｒ
ｐｍ×３０ｍｉｎで水素吸蔵合金およびバインダーを混
合した。以上の条件で調整したものを、造粒工程におい
て乾式プレスによって、成形圧力５ｔｏｎ／ｃｍ2 で粒
径３ｍｍの造粒体に成形した。この造粒体をプレートフ
ィン構造を有する円筒容器（内容積１０００ｍｌ）に充
填し、活性化条件として、真空引き６０℃×１ｈｒ、引
き続き水素加圧１０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、０℃×１ｈの繰り
返しを３回行った。その時の水素吸蔵合金の充填密度、
容器ひずみ量および９５％水素充填時間を測定した。
【００１７】実施例２ 本実施例は実施例１と同様に、組成がＴｉ25Ｃｒ35Ｖ40
である水素吸蔵合金を、粒径５０〜３５０μｍに調整し
たものを使用した。バインダーとしては、粒径７５μｍ
の電解Ｃｕ粉を添加量で２０ｗｔ％使用した。混合工程
は、Ｖ型混合機を使用して、混合条件は３０ｒｐｍ×３
０ｍｉｎで水素吸蔵合金およびバインダーを混合した。
以上の条件で調整したものを、造粒工程において乾式プ
レスによって、成形圧力１ｔｏｎ／ｃｍ2 で粒径３ｍｍ
の造粒体に成形した。この造粒体をプレートフィン構造
を有する円筒容器（内容積１０００ｍｌ）に充填し、活
性化条件として、真空引き６０℃×１ｈｒ、引き続き水
素加圧１０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、０℃×１ｈの繰り返しを３
回行った。その時の水素吸蔵合金の充填密度、容器ひず
み量および９５％水素充填時間を測定した。
である水素吸蔵合金を、粒径５０〜３５０μｍに調整し
たものを使用した。バインダーとしては、粒径７５μｍ
の電解Ｃｕ粉を添加量で２０ｗｔ％使用した。混合工程
は、Ｖ型混合機を使用して、混合条件は３０ｒｐｍ×３
０ｍｉｎで水素吸蔵合金およびバインダーを混合した。
以上の条件で調整したものを、造粒工程において乾式プ
レスによって、成形圧力１ｔｏｎ／ｃｍ2 で粒径３ｍｍ
の造粒体に成形した。この造粒体をプレートフィン構造
を有する円筒容器（内容積１０００ｍｌ）に充填し、活
性化条件として、真空引き６０℃×１ｈｒ、引き続き水
素加圧１０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、０℃×１ｈの繰り返しを３
回行った。その時の水素吸蔵合金の充填密度、容器ひず
み量および９５％水素充填時間を測定した。
【００１８】比較例１ 本比較例では、組成がＴｉ25Ｃｒ35Ｖ40である水素吸蔵
合金を、粒径５０〜３５０μｍに調整したものを使用し
た。バインダーとしては、粒径７５μｍの電解Ｃｕ粉を
添加量で２０ｗｔ％使用した。混合工程は、Ｖ型混合機
を使用して、混合条件は３０ｒｐｍ×３０ｍｉｎで水素
吸蔵合金およびバインダーを混合した。本比較例におい
ては、造粒工程は行わないため乾式プレスは使用しなか
った。この混合粉をプレートフィン構造を有する円筒容
器（内容積１０００ｍｌ）に充填し、活性化条件とし
て、真空引き６０℃×１ｈｒ、引き続き水素加圧１０ｋ
ｇ／ｃｍ2 Ｇ、０℃×１ｈの繰り返しを３回行った。そ
の時の水素吸蔵合金の充填密度、容器ひずみ量および９
５％水素充填時間を測定した。
合金を、粒径５０〜３５０μｍに調整したものを使用し
た。バインダーとしては、粒径７５μｍの電解Ｃｕ粉を
添加量で２０ｗｔ％使用した。混合工程は、Ｖ型混合機
を使用して、混合条件は３０ｒｐｍ×３０ｍｉｎで水素
吸蔵合金およびバインダーを混合した。本比較例におい
ては、造粒工程は行わないため乾式プレスは使用しなか
った。この混合粉をプレートフィン構造を有する円筒容
器（内容積１０００ｍｌ）に充填し、活性化条件とし
て、真空引き６０℃×１ｈｒ、引き続き水素加圧１０ｋ
ｇ／ｃｍ2 Ｇ、０℃×１ｈの繰り返しを３回行った。そ
の時の水素吸蔵合金の充填密度、容器ひずみ量および９
５％水素充填時間を測定した。
【００１９】比較例２ 本比較例では、組成がＴｉ25Ｃｒ35Ｖ40である水素吸蔵
合金を、粒径５０〜１５０μｍに調整したものを使用し
た。本比較例ではバインダーを添加しないため、混合工
程以降の工程は行わなかった。この水素吸蔵合金の粉末
を造粒工程において乾式プレスによって、成形圧力５ｔ
ｏｎ／ｃｍ2 で粒径３ｍｍの造粒体に成形した。この造
粒体をプレートフィン構造を有する円筒容器（内容積１
０００ｍｌ）に充填し、活性化条件として、真空引き６
０℃×１ｈｒ、引き続き水素加圧１０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、
０℃×１ｈの繰り返しを３回行った。その時の水素吸蔵
合金の充填密度、容器ひずみ量および９５％水素充填時
間を測定した。
合金を、粒径５０〜１５０μｍに調整したものを使用し
た。本比較例ではバインダーを添加しないため、混合工
程以降の工程は行わなかった。この水素吸蔵合金の粉末
を造粒工程において乾式プレスによって、成形圧力５ｔ
ｏｎ／ｃｍ2 で粒径３ｍｍの造粒体に成形した。この造
粒体をプレートフィン構造を有する円筒容器（内容積１
０００ｍｌ）に充填し、活性化条件として、真空引き６
０℃×１ｈｒ、引き続き水素加圧１０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、
０℃×１ｈの繰り返しを３回行った。その時の水素吸蔵
合金の充填密度、容器ひずみ量および９５％水素充填時
間を測定した。
【００２０】以上の結果を表１に纏めて示す。この表よ
り、本発明の実施例１と２の容器歪み量は比較例のもの
に対して１／１０以下の値を示し、９５％の水素充填時
間も良好であることがわかる。
り、本発明の実施例１と２の容器歪み量は比較例のもの
に対して１／１０以下の値を示し、９５％の水素充填時
間も良好であることがわかる。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、造粒によって見かけの
粒径が大きくなり容器への充填性が高まる。その充填後
の活性化による体積膨張が生じても、容易に粒子の再配
列が起こり、体積膨張による容器の歪みを低減できる。
さらに、添加される金属バインダーの分散によって熱伝
導性が改善され、水素貯蔵容器としての特性が向上す
る。
粒径が大きくなり容器への充填性が高まる。その充填後
の活性化による体積膨張が生じても、容易に粒子の再配
列が起こり、体積膨張による容器の歪みを低減できる。
さらに、添加される金属バインダーの分散によって熱伝
導性が改善され、水素貯蔵容器としての特性が向上す
る。
【図１】本発明に係る水素吸蔵合金の充填方法を示す説
明図で、（ａ）原料粉、（ｂ）混合工程、（ｃ）成形プ
レス、（ｄ）造粒体、（ｅ）初期の充填状況、（ｆ）活
性化後の充填状況を示す図である。
明図で、（ａ）原料粉、（ｂ）混合工程、（ｃ）成形プ
レス、（ｄ）造粒体、（ｅ）初期の充填状況、（ｆ）活
性化後の充填状況を示す図である。
【図２】本発明に係る造粒体の活性化時の挙動を示す説
明図で、（ａ）初期の充填状況、（ｂ）活性化による膨
張状況、（ｃ）活性化完了後を示す図である。
明図で、（ａ）初期の充填状況、（ｂ）活性化による膨
張状況、（ｃ）活性化完了後を示す図である。
１…ＭＮ（水素吸蔵合金）粉 ２…金属バインダー ３…混合機 ４…成形プレス ５…造粒機 ６…水素貯蔵容器 ７…活性化後充填材 ８…パンチ ９…金型 １０…充填層
Claims (4)
- 【請求項１】 水素を吸放出するための水素貯蔵装置へ
の水素吸蔵合金の充填方法であって、水素吸蔵合金粉
と、樹脂もしくは金属のバインダーとを混合する工程
と、該混合粉からほぼ球形の造粒体を形成する工程と、
該造粒体を水素貯蔵容器内に充填する工程と、その後活
性化処理を施し充填した該造粒体の水素吸蔵合金を粉化
させる工程からなることを特徴とする水素貯蔵装置への
水素吸蔵合金の充填方法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記バインダーが水
素吸蔵合金より熱伝導率の高い金属または合金の粉末で
あり、水素吸蔵合金に対して、体積％で、５〜２０％で
あることを特徴とする水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の
充填方法。 - 【請求項３】 請求項２において、前記バインダー金属
の粉末形状がフレーク状であることを特徴とする水素貯
蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法。 - 【請求項４】 請求項２において、前記熱伝導率の高い
金属または合金の粉末は、Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉの１種また
は２種以上からなることを特徴とする水素貯蔵装置への
水素吸蔵合金の充填方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10120450A JPH11311400A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10120450A JPH11311400A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11311400A true JPH11311400A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14786502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10120450A Pending JPH11311400A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 水素貯蔵装置への水素吸蔵合金の充填方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11311400A (ja) |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP10120450A patent/JPH11311400A/ja active Pending
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