JPS581040A - 希土類金属四元系水素吸蔵用合金 - Google Patents
希土類金属四元系水素吸蔵用合金Info
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- JPS581040A JPS581040A JP56097781A JP9778181A JPS581040A JP S581040 A JPS581040 A JP S581040A JP 56097781 A JP56097781 A JP 56097781A JP 9778181 A JP9778181 A JP 9778181A JP S581040 A JPS581040 A JP S581040A
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- hydrogen
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本脅明σ希土類金属を含む四元系水ｓａ蔵期用合金関し
、より詳ＩＩｍには、金属水嵩化物の形悪で多量の水素
１吸薦でき、シかもわずかの加熱で容易に、かつ速やか
に水ａｔ放出で龜、その水素の吸蔵圧と放出圧の差、・
即ちヒステリシスの極めて小さい新規にして実用上極め
て有用なる希土類金属四元系水木吸賦用合金に関する亀
のである。
、より詳ＩＩｍには、金属水嵩化物の形悪で多量の水素
１吸薦でき、シかもわずかの加熱で容易に、かつ速やか
に水ａｔ放出で龜、その水素の吸蔵圧と放出圧の差、・
即ちヒステリシスの極めて小さい新規にして実用上極め
て有用なる希土類金属四元系水木吸賦用合金に関する亀
のである。
水素は資源的な制限がなくクリーンであること、輸送、
貯蔵が容易なこと等から化石燃料に代る新しりエネルギ
ー源として注目されている。
貯蔵が容易なこと等から化石燃料に代る新しりエネルギ
ー源として注目されている。
しかし、水素に常温で気体で６９、しかも液化＠度が極
めて低温であるために、その貯蔵技術の開尭が重要とな
る。この貯蔵方法として近１年注目さｎているのが、金
属に水素を吸斌させ金属水素化−として貯蔵する方法で
ある。
めて低温であるために、その貯蔵技術の開尭が重要とな
る。この貯蔵方法として近１年注目さｎているのが、金
属に水素を吸斌させ金属水素化−として貯蔵する方法で
ある。
又、金属上水素の吸蔵放出反応σ可逆的であり、反応に
伴って相尚量の反応熱が鞄生吸収され、水素の吸菫放出
圧力框温度に依存するととｔ利用して冷暖房装置あるい
ぼ熱エネルギー←圧力（機械）エネルギー変換装置など
に応用する研究が行なわｎている。
伴って相尚量の反応熱が鞄生吸収され、水素の吸菫放出
圧力框温度に依存するととｔ利用して冷暖房装置あるい
ぼ熱エネルギー←圧力（機械）エネルギー変換装置など
に応用する研究が行なわｎている。
かかる水素ｌｋＲ材料として要求される性質と 。
してａ１安価かつ資源的に豊富であること、活性化が容
易で水素吸蔵量が大きいこと、室温付近で連層な水素吸
蔵放出圧力圧を有し、吸蔵放出のヒステリシスが小さい
こと、水素吸蔵放出反応が可逆的であり、その速度が大
きいことなどがあげられる。
易で水素吸蔵量が大きいこと、室温付近で連層な水素吸
蔵放出圧力圧を有し、吸蔵放出のヒステリシスが小さい
こと、水素吸蔵放出反応が可逆的であり、その速度が大
きいことなどがあげられる。
ところで代表的な公知の水累獣賦材料として汀、例えば
ＬａＮｉ＠ 、 ＦｅＴｉが知られている。
ＬａＮｉ＠ 、 ＦｅＴｉが知られている。
しかしながらこｎらの合金に、水素０１ｉＩｋＲ放出反
応が可逆的であｐ１水素ｅＬＩＬ量も大きいものの、水
＊＊、ｉｉｃ、放出反応の速度が遅く、活性化が容易と
に云えず、しかもヒステリシスが大きい等の欠点があり
、実用上大きな問題が６また。
応が可逆的であｐ１水素ｅＬＩＬ量も大きいものの、水
＊＊、ｉｉｃ、放出反応の速度が遅く、活性化が容易と
に云えず、しかもヒステリシスが大きい等の欠点があり
、実用上大きな問題が６また。
そこで本発明看らに、これら従来の問題点を解消すべく
鋭意検討を行ない、希士餉金属、ニッケル、マンガン、
なラヒにチタン、ジルコニウム、バナジウムおよびニオ
ブからなる群から選ばれた金属元素より１１１成さｎた
四元系合金が上記諸条件【具備し、従来０金金に比べて
極めて有用である事會見出し、発明を完成するに至つ友
。
鋭意検討を行ない、希士餉金属、ニッケル、マンガン、
なラヒにチタン、ジルコニウム、バナジウムおよびニオ
ブからなる群から選ばれた金属元素より１１１成さｎた
四元系合金が上記諸条件【具備し、従来０金金に比べて
極めて有用である事會見出し、発明を完成するに至つ友
。
即ち本発明に、一般式ｆＬＮｉ、−ｘＭｎ、Ｍｔ、で表
わされる希土類金属四元系の水素吸蔵用合金である。
わされる希土類金属四元系の水素吸蔵用合金である。
友だし、式中ｆｕｒ布土類金ｍ原子七表わし、ｙｔ（ｘ
チタン、ジルコニウム、バナジウムおよびニオブからな
る絆から遺ばｎた金Ｊ１原子であｐ。
チタン、ジルコニウム、バナジウムおよびニオブからな
る絆から遺ばｎた金Ｊ１原子であｐ。
ｘｒＸα０ｆ−４０の範囲の数、７ ｒ［ＱＯ１−４０
）範囲の数、ｚｔｘＱ！以下の数であり、ａＯ≦６−Ｘ
＋ｙ十ｚ≦ａ！なる関係が成立する。
）範囲の数、ｚｔｘＱ！以下の数であり、ａＯ≦６−Ｘ
＋ｙ十ｚ≦ａ！なる関係が成立する。
ここで希土類金属原子（６）框単−金属の場合のみなら
ず、混合金属ミッシ島メタル１Ｍｍ）ｔ−も含む。
ず、混合金属ミッシ島メタル１Ｍｍ）ｔ−も含む。
ミシシ為メタルは一般にランタン２ト４６％（重量、以
下同じ）、セリウム４０〜６０％、プラセオジウムｌ〜
１６％、ネオジウム４〜１６％、サマリウム十ガドリニ
ウムｌ〜７％、鉄ａｌ−５う、珪素（Ｌｌ−１％、マグ
ネシウムａｌ−Ｒ％、アルｉｘりムａｌ〜１％勢からな
るものであり１丁でＫｇＡ円で市販さｎて−る。
下同じ）、セリウム４０〜６０％、プラセオジウムｌ〜
１６％、ネオジウム４〜１６％、サマリウム十ガドリニ
ウムｌ〜７％、鉄ａｌ−５う、珪素（Ｌｌ−１％、マグ
ネシウムａｌ−Ｒ％、アルｉｘりムａｌ〜１％勢からな
るものであり１丁でＫｇＡ円で市販さｎて−る。
本発明の水素ａｍ用合金の組成は以下のようＫｍＨされ
る。
る。
脚ち、本発明の合金ａ基本的Ｋａ希土−金属ｆＬトニッ
ケルとの合金ＲＮｉｉのニッケルの一部【マンガンで置
換し危ＲＮｊ 、−、Ｍｆｌ、系合金において、ＭｕＯ
−＠ｔ−チタン、ジｈ−；ニクム、バナジウムおよびニ
オブからなる評から遺ばｎた金属（Ｍｔ） テ置換すル
か、％ Ｌ ＜ ｒｒ”−Ｎ １ ｓ−ａＭｒｓａ畢金
金にチタ／、ジルコニウム、バナジウムおよびニオブか
らなる評から選ばれた金属ｆＭｔ）を添加したものであ
る。
ケルとの合金ＲＮｉｉのニッケルの一部【マンガンで置
換し危ＲＮｊ 、−、Ｍｆｌ、系合金において、ＭｕＯ
−＠ｔ−チタン、ジｈ−；ニクム、バナジウムおよびニ
オブからなる評から遺ばｎた金属（Ｍｔ） テ置換すル
か、％ Ｌ ＜ ｒｒ”−Ｎ １ ｓ−ａＭｒｓａ畢金
金にチタ／、ジルコニウム、バナジウムおよびニオブか
らなる評から選ばれた金属ｆＭｔ）を添加したものであ
る。
一般に希十馴金５（２）とニッケルａ、 （ｌａＯｕ
＠摺〇六方摺電六方晶、ＲＮｊ、 なる金属化合一とな
ることが知られているが、ＬａＮ輸以外のものはｉＩ＠
付近での水素吸蔵放出圧力がｉｌｌ＋−１１例えｌｊＭ
ｍＮｌｇでｒＸｉ！Ｏ〜４０気圧、ＯｅＮ１ｇ中８ｍＮ
ｉ＠でり４０〜８０気圧である。そこでニッケルの一部
をマンガンで置換すると水素数置放出圧を低減させるこ
とができる。
＠摺〇六方摺電六方晶、ＲＮｊ、 なる金属化合一とな
ることが知られているが、ＬａＮ輸以外のものはｉＩ＠
付近での水素吸蔵放出圧力がｉｌｌ＋−１１例えｌｊＭ
ｍＮｌｇでｒＸｉ！Ｏ〜４０気圧、ＯｅＮ１ｇ中８ｍＮ
ｉ＠でり４０〜８０気圧である。そこでニッケルの一部
をマンガンで置換すると水素数置放出圧を低減させるこ
とができる。
即ち、希土類金属とニッケルとの合金ＲＮ ｊ。
にお−て、ニッケルの一部をマンガンで置換した合金’
ｔ ＲＮｉ、−ａＭｎａで表わすと、αＱＱＯ１〜２０
のｉｍｔｉｉで調整し友とき、水素−眠放出圧の低下が
顕著である。好ましくσασａｌ〜ＬＯＣ）範■である
。
ｔ ＲＮｉ、−ａＭｎａで表わすと、αＱＱＯ１〜２０
のｉｍｔｉｉで調整し友とき、水素−眠放出圧の低下が
顕著である。好ましくσασａｌ〜ＬＯＣ）範■である
。
このασ本発明の合金ａＮｉ 、、Ｍｆｌ、Ｍｔ、にお
けるＸおよびｙＫ相当するから、上記αのｌｌｌ囲σｘ
ｋＬびｙの範囲となる。
けるＸおよびｙＫ相当するから、上記αのｌｌｌ囲σｘ
ｋＬびｙの範囲となる。
Ｘおよびｙが２０１９大きくなると、吸蔵水素の放出が
困繻とな９、高温加熱と時にσξｎに減圧ｔ−組合せな
１ｌｊｎばならないという問題点を生ずる。
困繻とな９、高温加熱と時にσξｎに減圧ｔ−組合せな
１ｌｊｎばならないという問題点を生ずる。
ｔたＸお１びｙがα０１より小さｉとＭｎの置換量が少
な丁ぎて水嵩ｒ＆麓放出圧！琳下させることが困単にな
る。
な丁ぎて水嵩ｒ＆麓放出圧！琳下させることが困単にな
る。
しかしながら合金ＲＮｉ、−ａＭｎａ灯、Ｍｎの尋人に
よりて一部でａ＊掌吸賦圧と水素放出圧の差、ｍちヒス
テリシスが大きくなる。
よりて一部でａ＊掌吸賦圧と水素放出圧の差、ｍちヒス
テリシスが大きくなる。
例えば、ＭｍＮｔ、、Ｍｎ、、Ｅ）組成（Ｄ合金でｕ、
水素吸蔵圧が６０℃で約８気圧１、水素放出圧が約４気
圧でＴｏ９、ヒステリシスσ約４気圧もめゐ、ヒステリ
シスが大龜いと、水素吸蔵放出の操作をする九めに、水
素吸蔵用合金もしくにその金属水素化物ｔ１９大きな温
ｔｒ、！！で加熱、〜却するか、あるＩｎｒＸより大き
な圧力差で水素加圧、減圧しなけｎばならず、水素貯蔵
能力、水素化反応Ｗｓ【有＠に８用することができない
。
水素吸蔵圧が６０℃で約８気圧１、水素放出圧が約４気
圧でＴｏ９、ヒステリシスσ約４気圧もめゐ、ヒステリ
シスが大龜いと、水素吸蔵放出の操作をする九めに、水
素吸蔵用合金もしくにその金属水素化物ｔ１９大きな温
ｔｒ、！！で加熱、〜却するか、あるＩｎｒＸより大き
な圧力差で水素加圧、減圧しなけｎばならず、水素貯蔵
能力、水素化反応Ｗｓ【有＠に８用することができない
。
こＯｗ ステリシス’ｆｌ１ｍｒＸ％ ６４ ＲＮｉ、
−、、，７，ｅｉ：のＭｎの−Ｓｔ−災にチタン、ジル
コニウム、バナジウムおよびニオブからなる群から選ば
ｒｔた金Ｊｌ１Ｍｔで置換するか、ｔしく ｔ；［＆Ｎ
ｉ、−ａＭＱａＫ チタン、ジルコニウム、バナジウム
お１びニオブ１ＩＡｔ−上記金属Ｍｌ″′ｅ置換した形
態でに、本発明の合金ＲＮｉ、−，ＭｎｙＭｔ 、にお
いて、ｘｘｘ ｆ 十３１ 、かつｙ≧２なる関係が成
立し、２はａ！！以下、６−ｘ＋ ｙ ＋ ｘ ＝ ６
である。また、この場合の本発明の合金ｒＸ几Ｎｌ、
Ｉｔの六方晶形の金属化合物となる。
−、、，７，ｅｉ：のＭｎの−Ｓｔ−災にチタン、ジル
コニウム、バナジウムおよびニオブからなる群から選ば
ｒｔた金Ｊｌ１Ｍｔで置換するか、ｔしく ｔ；［＆Ｎ
ｉ、−ａＭＱａＫ チタン、ジルコニウム、バナジウム
お１びニオブ１ＩＡｔ−上記金属Ｍｌ″′ｅ置換した形
態でに、本発明の合金ＲＮｉ、−，ＭｎｙＭｔ 、にお
いて、ｘｘｘ ｆ 十３１ 、かつｙ≧２なる関係が成
立し、２はａ！！以下、６−ｘ＋ ｙ ＋ ｘ ＝ ６
である。また、この場合の本発明の合金ｒＸ几Ｎｌ、
Ｉｔの六方晶形の金属化合物となる。
合金ＡＮ輸−ａＭｎａに上記金属（Ｍｌ）會添加した形
態でσ、本発明の合金ＲＮｉｓ−ｘＭＵ、Ｍｔ、におい
てＸ−ｙ 、かつｙ≧２なる関係が成立し、ｘはａ２以
下、好ましくσ（１１以下であり、ＡＯ＜５−ｘ＋ｙ十
ｇ≦４２である。金属ｎｔ＠加時の本発明の合金の構造
σ明らかでなμが、基本的ＫａＲＮｈ型の金属化合物で
ある。２がＱｆより大きくなると、合金の水素吸蔵量が
減少したり、水累吸賊、放出圧曲縁のプラトー域が２Ｊ
！２状になる傾向が現出するので好ましくなｉ。
態でσ、本発明の合金ＲＮｉｓ−ｘＭＵ、Ｍｔ、におい
てＸ−ｙ 、かつｙ≧２なる関係が成立し、ｘはａ２以
下、好ましくσ（１１以下であり、ＡＯ＜５−ｘ＋ｙ十
ｇ≦４２である。金属ｎｔ＠加時の本発明の合金の構造
σ明らかでなμが、基本的ＫａＲＮｈ型の金属化合物で
ある。２がＱｆより大きくなると、合金の水素吸蔵量が
減少したり、水累吸賊、放出圧曲縁のプラトー域が２Ｊ
！２状になる傾向が現出するので好ましくなｉ。
上記の置換、又ｒｒａ加の２つの典型的な例の他に、金
属ＭｔがＲＮｔ＝−αＭｎαの一部と置換している場合
と、添加されている場合の両１ｔＫ跨る範曲ａ幽然に存
在する。
属ＭｔがＲＮｔ＝−αＭｎαの一部と置換している場合
と、添加されている場合の両１ｔＫ跨る範曲ａ幽然に存
在する。
金属Ｍｔの存在により１例えば６０℃で水素吸蔵放出圧
の差、ヒステリシスはＭｍＮ１ｇＭｎ□、４５ Ｔ ｊ
＠−でａ約Ｌ４気圧、ＭｒｌｌＮ ｊ４ＪＭ ｎｏ、ｓ
Ｔ ｔａ、ｏｓでσ約Ｌ４気圧、ＡＪ＋ｎＮｊ４．＠
Ｍｎ＠、４６ Ｖ６．＠−でＵ約１２気圧、 肺ｔ４
．ｊｍｑＩＢ、４３ Ｎｈａ、ｏｓでａ約ＬＪＩ気圧で
６９、チタン、バナジウムおよびニオブが置換および添
加されていなめ従来の合金Ｍ…Ｎｊ４．ＩＭＧ１１．１
に比べてヒステリシスが半分以下に減少し友。ま友、金
属Ｍｌの存在は１水素放出圧にａはとんど影響を与えず
に、かえりて水素吸蔵圧のみ七低減させるのでヒステリ
シスが小さくなる。
の差、ヒステリシスはＭｍＮ１ｇＭｎ□、４５ Ｔ ｊ
＠−でａ約Ｌ４気圧、ＭｒｌｌＮ ｊ４ＪＭ ｎｏ、ｓ
Ｔ ｔａ、ｏｓでσ約Ｌ４気圧、ＡＪ＋ｎＮｊ４．＠
Ｍｎ＠、４６ Ｖ６．＠−でＵ約１２気圧、 肺ｔ４
．ｊｍｑＩＢ、４３ Ｎｈａ、ｏｓでａ約ＬＪＩ気圧で
６９、チタン、バナジウムおよびニオブが置換および添
加されていなめ従来の合金Ｍ…Ｎｊ４．ＩＭＧ１１．１
に比べてヒステリシスが半分以下に減少し友。ま友、金
属Ｍｌの存在は１水素放出圧にａはとんど影響を与えず
に、かえりて水素吸蔵圧のみ七低減させるのでヒステリ
シスが小さくなる。
このことｒｚ＊ｓｉ水素化豐反応鉄置の設装上有益であ
る。なお、金属Ｍｔの働自の拝ｍσ不明でＴｏｈが、上
述のようなヒステリシスに与える効果からしてａＮｉＩ
型の金属化合物の結晶構造に歇妙な変化【与えているこ
とば確実である。
る。なお、金属Ｍｔの働自の拝ｍσ不明でＴｏｈが、上
述のようなヒステリシスに与える効果からしてａＮｉＩ
型の金属化合物の結晶構造に歇妙な変化【与えているこ
とば確実である。
本発明の希土類金ＪｌｌＩ＆！ｇ元系水素吸駅用合金を
製造するに幽りてｕ１公知の各梳方法を採用できるが、
弧元熔融法の採用が好ましい、即ち、希土類金属、ニッ
ケル、マンガンおよび金属ＭｔＧＤ 各成分を分散して
混合し友後、任意の形状にプレス成形し次いでこの成形
物ｔｇＬ元熔融炉に鉄人し、不活性雰囲気下で加熱熔融
し放冷することにより容易に製造できる。得ら′ｒＬ７
を水素吸蔵用合金に、その我面積を増大するため通富通
り粉末の形態で使用する。
製造するに幽りてｕ１公知の各梳方法を採用できるが、
弧元熔融法の採用が好ましい、即ち、希土類金属、ニッ
ケル、マンガンおよび金属ＭｔＧＤ 各成分を分散して
混合し友後、任意の形状にプレス成形し次いでこの成形
物ｔｇＬ元熔融炉に鉄人し、不活性雰囲気下で加熱熔融
し放冷することにより容易に製造できる。得ら′ｒＬ７
を水素吸蔵用合金に、その我面積を増大するため通富通
り粉末の形態で使用する。
本発明の希土類金ＪＩｌ四元系水嵩１ｉｌｋ蔵用合金ａ
。
。
極めて容易に活性化でき、活性化後汀大量の水Ｘｔ谷容
易、且つ急速にＶ＆蔵及び放出で龜る。
易、且つ急速にＶ＆蔵及び放出で龜る。
活性化ａ合金ｔロータリーポンプで減圧下、８０℃に加
熱して脱ガスを行ない、次いで水素を吸蔵及び放出する
操作を唯一回行なうこと【ｉ実織される。
熱して脱ガスを行ない、次いで水素を吸蔵及び放出する
操作を唯一回行なうこと【ｉ実織される。
この水素の吸蔵放出操作、金属水素化物の形成は合金粉
末を適当な容器に充填、脱ガス操作のあと、ｖｉＬ＠で
水素ｔ′對入し、２０に９／ａ１１以下の水素圧を印加
することに１９行なわれるゎこのように１本発明の希土
類金属四元系水素吸蔵用合金に水素印加が２０ユ／−以
下という低圧て、しかも室温で数分以内の極めて短時間
に行ない得る。
末を適当な容器に充填、脱ガス操作のあと、ｖｉＬ＠で
水素ｔ′對入し、２０に９／ａ１１以下の水素圧を印加
することに１９行なわれるゎこのように１本発明の希土
類金属四元系水素吸蔵用合金に水素印加が２０ユ／−以
下という低圧て、しかも室温で数分以内の極めて短時間
に行ない得る。
この金属水素化物からの水素の放出σ、ｉａ温で上記容
器管開放するだけで行ない得る。しかしながら、金属水
素化＊￥ｒＮ温以下に加熱するか、減圧することにより
、更に短時間に且つ効率よく水ｓｒ放出することができ
る。
器管開放するだけで行ない得る。しかしながら、金属水
素化＊￥ｒＮ温以下に加熱するか、減圧することにより
、更に短時間に且つ効率よく水ｓｒ放出することができ
る。
即ち、本発明の水ｓａｇ用合金合金来の合金に比べて砺
めて容易に活性化でき、活性化後水嵩吸賦放出は高速で
行なえる。
めて容易に活性化でき、活性化後水嵩吸賦放出は高速で
行なえる。
このように本発明の希土類金属四元系水素吸蔵用合金σ
、始めて開発さｔ′Ｌ７を新規な合金にして、水嵩吸蔵
材料として要求さｎる諸性貧を全て具備する。％のであ
り、特に水素吸蔵放出圧のヒステリシスａ従来の水素吸
ｌＬ用合金に比べて大巾に改善さｎ１水嵩ｌｉｌ蔵用合
金としての水素計ＩＥＩＩ力、水素吸蔵放出反応に伴う
反応ｍｔ−有効に利用することができるのである。
、始めて開発さｔ′Ｌ７を新規な合金にして、水嵩吸蔵
材料として要求さｎる諸性貧を全て具備する。％のであ
り、特に水素吸蔵放出圧のヒステリシスａ従来の水素吸
ｌＬ用合金に比べて大巾に改善さｎ１水嵩ｌｉｌ蔵用合
金としての水素計ＩＥＩＩ力、水素吸蔵放出反応に伴う
反応ｍｔ−有効に利用することができるのである。
しかも、本発明の希土類金属四元系水素吸蔵用合金ａ水
Ｓ吸蔵放出反応の活性化が也めて容易で６９、大量の水
Ｓｔ密度高く吸蔵し得ると共に、冨１付近Ｏａｍで水素
の＠蔵放出を行なうことができ、水素数置放出を何度繰
返して４水素ａ或用合金の性能劣化ａ実質的に−められ
“ず、従って長期に亘る使用が可能であり、また酸素、
窒素、アルゴン、炭酸ガス等吸賦ガス中の不純物による
影響は殆んど−められない、寮用上極めて有用な水嵩吸
蔵材料と言うことができる。従りて、本来の水素貯蔵材
料としての用途灯もとより、水嵩吸蔵放出反応に伴う反
応熱を利用する他の用途に対してｔ卓越した効果を発揮
する。
Ｓ吸蔵放出反応の活性化が也めて容易で６９、大量の水
Ｓｔ密度高く吸蔵し得ると共に、冨１付近Ｏａｍで水素
の＠蔵放出を行なうことができ、水素数置放出を何度繰
返して４水素ａ或用合金の性能劣化ａ実質的に−められ
“ず、従って長期に亘る使用が可能であり、また酸素、
窒素、アルゴン、炭酸ガス等吸賦ガス中の不純物による
影響は殆んど−められない、寮用上極めて有用な水嵩吸
蔵材料と言うことができる。従りて、本来の水素貯蔵材
料としての用途灯もとより、水嵩吸蔵放出反応に伴う反
応熱を利用する他の用途に対してｔ卓越した効果を発揮
する。
以下、本発明を実１１１ｒｆ４１にもとづき具体的に説
明する。
明する。
実施例１
市販のミッシ島メタル、ニッケル、マンガンｓｔｘび金
属Ｍｔ （Ｔｉ 、Ｚｒ、 Ｖ、又ｔｌＸＮｂ） の
原子数比でＭｔｎ：Ｎｔ ：Ｍｎ：Ｍｔ＝＝１ ：ｔ６
：ａ４６：ＱＯＩとなるように分取し、こｒｔｔ−高真
９アーク熔融炉の鋼製ルツボに装入し、炉内ｔ＋１％純
屓アルゴン雰囲気とした後、約ｇｏｏｏ℃に加熱溶融し
放冷してＭｍＮｉ４，１ Ｍｌｌ＠、４ｇＴｉ畳、＠ｉ
ｓ ＭｍＮｉ５．ｓ Ｍ（ｉｓ、ａｓ Ｚ ｒ＊、ｅ
ｓＭｍＮ ｉｉ、ｓ Ｍ ｉｌｌ、４１ ｖ＋ＩＪｌお
よびｌｉｍＮ ｉ４，１ Ｍａｍ、ｎ Ｎ ｔ）を鱒な
る組成の合金ｔそｒｌ’れ得友。
属Ｍｔ （Ｔｉ 、Ｚｒ、 Ｖ、又ｔｌＸＮｂ） の
原子数比でＭｔｎ：Ｎｔ ：Ｍｎ：Ｍｔ＝＝１ ：ｔ６
：ａ４６：ＱＯＩとなるように分取し、こｒｔｔ−高真
９アーク熔融炉の鋼製ルツボに装入し、炉内ｔ＋１％純
屓アルゴン雰囲気とした後、約ｇｏｏｏ℃に加熱溶融し
放冷してＭｍＮｉ４，１ Ｍｌｌ＠、４ｇＴｉ畳、＠ｉ
ｓ ＭｍＮｉ５．ｓ Ｍ（ｉｓ、ａｓ Ｚ ｒ＊、ｅ
ｓＭｍＮ ｉｉ、ｓ Ｍ ｉｌｌ、４１ ｖ＋ＩＪｌお
よびｌｉｍＮ ｉ４，１ Ｍａｍ、ｎ Ｎ ｔ）を鱒な
る組成の合金ｔそｒｌ’れ得友。
得らｎた合金ｔｌｉｆｅメツシ島に粉砕し、そのａＯｌ
をステンレス製水素吸蔵、放出反応器に採取し、反応器
【排気装置に接続して、減圧下、８０℃の＠度に加熱し
て脱ガスを行つた。次−でＭＪ［９１１９９９％の水嵩
を導入し、器内の水素圧を１０に＆／ｄ以下に保持する
と直ちに水嵩のｌ＆蔵が繍めらｎ、水素の吸蔵が完了し
た後、再び排気を行りて水嵩の放出を完了させ友。これ
らの合金にこの操作で活性化が完了した。
をステンレス製水素吸蔵、放出反応器に採取し、反応器
【排気装置に接続して、減圧下、８０℃の＠度に加熱し
て脱ガスを行つた。次−でＭＪ［９１１９９９％の水嵩
を導入し、器内の水素圧を１０に＆／ｄ以下に保持する
と直ちに水嵩のｌ＆蔵が繍めらｎ、水素の吸蔵が完了し
た後、再び排気を行りて水嵩の放出を完了させ友。これ
らの合金にこの操作で活性化が完了した。
活性化さｒＬ次金合金反応器中で１Ｏｋｆ／Ｃ１１以下
の水嵩圧、１ｔｉａ下、純［９１９９９％ｏ水ｘｔ導入
し、水素′に吸蔵させた。
の水嵩圧、１ｔｉａ下、純［９１９９９％ｏ水ｘｔ導入
し、水素′に吸蔵させた。
りこｎらの両方食性なうことによってより効率的に行な
われる。
われる。
上記の方法で夫々の希土類金属四元系水素吸蔵用合金の
水素吸蔵、放出に及ぼす圧カー温縦の関係を求め九、そ
の１例として１４ｍＮ１４．−Ｍ＃、４ｓＴｉｓ、ｅｉ
Ｈ系について圧力の対数−絶対温屓の逆数で表わしたの
が箒１図である。
水素吸蔵、放出に及ぼす圧カー温縦の関係を求め九、そ
の１例として１４ｍＮ１４．−Ｍ＃、４ｓＴｉｓ、ｅｉ
Ｈ系について圧力の対数−絶対温屓の逆数で表わしたの
が箒１図である。
第１図におｉて直線ムσ水素吸蔵圧、直線Ｂに水素放出
圧會表わし、点線で示した直ＩＩＯおよびＤｒＪ比較例
としての１４ｍＮｉ４．ＩＭｌ’ｌ・、移の組成を有す
る三元系水素数層用合金を用いた場合を示し、直＠Ｏｒ
Ｘ水嵩吸蔵圧、直１１ＤｒＸ水素放出圧ｔ−表わす。
圧會表わし、点線で示した直ＩＩＯおよびＤｒＪ比較例
としての１４ｍＮｉ４．ＩＭｌ’ｌ・、移の組成を有す
る三元系水素数層用合金を用いた場合を示し、直＠Ｏｒ
Ｘ水嵩吸蔵圧、直１１ＤｒＸ水素放出圧ｔ−表わす。
第１図からも明らかなように本発明の合金に、比較例に
示し九従来の水嵩吸蔵用合金に比べてヒステリシスが大
幅に改善されている。
示し九従来の水嵩吸蔵用合金に比べてヒステリシスが大
幅に改善されている。
また下記第１表に上記で得た各合金の水素教蔵置と６０
’Ｃにおける水′ＩＩＡＩＪＩＲ圧と水素放出圧の比、
すなわちヒステリシス指数を示１シｔもので、本１８＠
（Ｄ合金＄４１〜ｔｆｉ４＊従来の合金（ＭｍＮｌｉ、
ｓＭ口・護：試料ｍ６）に比べてヒステリシス指数に小
さく、水嵩吸賦量もほぼ１ｌｆｌ勢でＴｏＯた。
’Ｃにおける水′ＩＩＡＩＪＩＲ圧と水素放出圧の比、
すなわちヒステリシス指数を示１シｔもので、本１８＠
（Ｄ合金＄４１〜ｔｆｉ４＊従来の合金（ＭｍＮｌｉ、
ｓＭ口・護：試料ｍ６）に比べてヒステリシス指数に小
さく、水嵩吸賦量もほぼ１ｌｆｌ勢でＴｏＯた。
（以下余白）
ａｌｌ 表
実施例！
実施例１と同機の方法で崩州４１Ｍｎ・、ＩＭｔ・、・
１ （金ｊ１Ｍｔ トＬ？４夷ＪＩＩ１１１ トｌｊｌ
様、ＴＩ、Ｚｒ、 Ｖ、 Ｎｂｔ用いた）會夫々製造し
て活性化し、水素吸賦放出実＊１−行な−、各合金につ
いて水素吸蔵放出に及ぼ１圧カ一温度の関係を求めた。
１ （金ｊ１Ｍｔ トＬ？４夷ＪＩＩ１１１ トｌｊｌ
様、ＴＩ、Ｚｒ、 Ｖ、 Ｎｂｔ用いた）會夫々製造し
て活性化し、水素吸賦放出実＊１−行な−、各合金につ
いて水素吸蔵放出に及ぼ１圧カ一温度の関係を求めた。
その１例としてＭｍＮｉ４．ｓ ＢＪｎ＠、Ｉ Ｔｉ＠
、６ｇ −ＨＮ＆にっｉて圧力の対数−絶対温度の逆数
で表わしたのが箒！！図である。
、６ｇ −ＨＮ＆にっｉて圧力の対数−絶対温度の逆数
で表わしたのが箒！！図である。
蕗意図において直線２およびＧσ水水数吸蔵圧直線Ｆお
よびＨは水素放出圧を表わし、点線で示した直１ｉＩＧ
およびＨは実施例１と同様に比較例としてＯｈ／ｋｎＮ
ｉ、、、 Ｍｎ 、、の組成を有する三元系水素吸蔵合
金を用いた場合の圧力一温度線図である。
よびＨは水素放出圧を表わし、点線で示した直１ｉＩＧ
およびＨは実施例１と同様に比較例としてＯｈ／ｋｎＮ
ｉ、、、 Ｍｎ 、、の組成を有する三元系水素吸蔵合
金を用いた場合の圧力一温度線図である。
第２図から４１８Ａらかなように本発明の合金は、比較
例の合金に比べ七ヒステリシスが大幅に改善されている
。また本発明の合金と比較例の合金を比較すると水素放
出圧は殆んど差がなく、（ 水素吸蔵圧のみが低下してお如、従来の合金の圧力特性
から大きくずれることがないから、金属水素化物反応装
置の設計に極めて有利である。
例の合金に比べ七ヒステリシスが大幅に改善されている
。また本発明の合金と比較例の合金を比較すると水素放
出圧は殆んど差がなく、（ 水素吸蔵圧のみが低下してお如、従来の合金の圧力特性
から大きくずれることがないから、金属水素化物反応装
置の設計に極めて有利である。
下記第２表は上記で得た各合金の水素′ｅＬ麓量と５０
℃における水素吸蔵圧と水素放出圧の比、すなわちヒス
テリシス指ａｔ−示したもので、従来の合金（ＭＯＩＮ
１４４ Ｍｎ（、，５’試料Ａ１０）に比べてヒステリ
シス指数は小さく、水素吸蔵量もほぼ同等であった。
℃における水素吸蔵圧と水素放出圧の比、すなわちヒス
テリシス指ａｔ−示したもので、従来の合金（ＭＯＩＮ
１４４ Ｍｎ（、，５’試料Ａ１０）に比べてヒステリ
シス指数は小さく、水素吸蔵量もほぼ同等であった。
（以下余白ン
第 ２ 表
実施例３
実施例１と同様の方法で珈州ｉＭｎＨＭｌ＠、１ （金
属Ｍｔとしても実施例１と同様、Ｔｉ、 Ｚｒ、 Ｖ、
Ｎｂ １ｃ用いｆＦ−）ｔ−夫々製造して活性化し、
水素吸蔵、放出実験全行ない、各合金について水素吸蔵
放出に及ぼす圧力一温度の関係を求めた。その１例とし
て励Ｎｉ４．＠Ｍｎ、、、 ｖ、、、 −Ｈ系について
圧力の対数−絶対温度の逆数の関係ｔ−表わしたのが第
３図である。
属Ｍｔとしても実施例１と同様、Ｔｉ、 Ｚｒ、 Ｖ、
Ｎｂ １ｃ用いｆＦ−）ｔ−夫々製造して活性化し、
水素吸蔵、放出実験全行ない、各合金について水素吸蔵
放出に及ぼす圧力一温度の関係を求めた。その１例とし
て励Ｎｉ４．＠Ｍｎ、、、 ｖ、、、 −Ｈ系について
圧力の対数−絶対温度の逆数の関係ｔ−表わしたのが第
３図である。
第３図において直ｍＪおよびＬは水素吸蔵圧、直１ＩＩ
ＫおよびＭは水素放出圧ｔ−表わし、点線で示す直線り
およびＭは実施例１と同様にｈ／ｋｎＮ １４．。
ＫおよびＭは水素放出圧ｔ−表わし、点線で示す直線り
およびＭは実施例１と同様にｈ／ｋｎＮ １４．。
Ｍｎ 、、５の圧力一温度線図である。
１８３図から明らかなように本発明の合金は、比較例の
従来の合金（ＭｌｎＮ１４ＪＭｎｏ、ｓ）に比べてヒス
テリシスが大幅に改善されている。
従来の合金（ＭｌｎＮ１４ＪＭｎｏ、ｓ）に比べてヒス
テリシスが大幅に改善されている。
を友実施例２と同様本発明の′合金紘従来の合金に比べ
て水素放出圧の変化は少なく、水素吸蔵圧のみが低下し
ているので、金属水素化物反応装置の設計が容易である
。尚これらの合金のヒステリシス指数は１．２０〜１．
４５で従来の合金よシ小さく、また水素吸蔵量も１．５
〜１．６重量−で従来の合金（１，５重量Ｕと＃１ば同
勢であることが確認された。
て水素放出圧の変化は少なく、水素吸蔵圧のみが低下し
ているので、金属水素化物反応装置の設計が容易である
。尚これらの合金のヒステリシス指数は１．２０〜１．
４５で従来の合金よシ小さく、また水素吸蔵量も１．５
〜１．６重量−で従来の合金（１，５重量Ｕと＃１ば同
勢であることが確認された。
第１図、第２図および第３図は本発明に係る希土類金属
四元系水素吸蔵用合金の実施例と従来の三元系合金の、
水素吸蔵放出に及ぼす圧力一温度の関係を示す図である
。 特杵出願人 工業技術院長 石板 誠−指定代理人
工業技術院大阪工業技術試験所長内藤−男 第１図 ２，４ ２，６ ２．８ ３．０ ３．２ ３．４１０
００ ／ Ｔ （に） 第２図 ２．５ ２．６ ２β ３．０ ３，
２ ３．４１０００／Ｔ（に）
四元系水素吸蔵用合金の実施例と従来の三元系合金の、
水素吸蔵放出に及ぼす圧力一温度の関係を示す図である
。 特杵出願人 工業技術院長 石板 誠−指定代理人
工業技術院大阪工業技術試験所長内藤−男 第１図 ２，４ ２，６ ２．８ ３．０ ３．２ ３．４１０
００ ／ Ｔ （に） 第２図 ２．５ ２．６ ２β ３．０ ３，
２ ３．４１０００／Ｔ（に）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ −１を式ＲＮｉｓ−ｘＭｔ、ｙＭｔ、で示さｎる
希土類金属四元系水素吸蔵用合金。 たにし、式中＆ｉ希土類金属原子會表わし、Ｍｔ［チタ
ン、ジルコニウム、バナジウムおよびニオブからなる評
から選ばれ次金属原子でｈ ｐ Ｓｘ ｅｘα０ｌ−Ｉ
ＬＯの範囲の数、７ｔｆｆ（１０１〜１０の範囲の数、
ｚｒｒｕｇ以下の数であｐ１＆Ｏ≦６− ｘ ＋ｙ 十
ｇ≦＆２なる関係が成立する。 ｇ ｚ−ｙ十ｇ 、かつｙ≧２ である特許請求の範
囲ｉ１項記教の希土類金属四元系水素歇駅用合金。 ＆ Ｘ＝７％Ｆ≧２であり、かつｘ ｒＸＱ １
以下の数である特許請求の範Ｉｉ！Ｉ纂１項記載の希土
鎮金属四元系水嵩吸賦用合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56097781A JPS5839218B2 (ja) | 1981-06-23 | 1981-06-23 | 希土類金属四元系水素吸蔵用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56097781A JPS5839218B2 (ja) | 1981-06-23 | 1981-06-23 | 希土類金属四元系水素吸蔵用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS581040A true JPS581040A (ja) | 1983-01-06 |
| JPS5839218B2 JPS5839218B2 (ja) | 1983-08-29 |
Family
ID=14201363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56097781A Expired JPS5839218B2 (ja) | 1981-06-23 | 1981-06-23 | 希土類金属四元系水素吸蔵用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839218B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59143036A (ja) * | 1983-02-02 | 1984-08-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 希土類金属三元系水素吸蔵用合金 |
| JPS6043451A (ja) * | 1983-08-15 | 1985-03-08 | Daido Steel Co Ltd | 水素精製特性に優れた水素貯蔵用材料 |
| JPS6070154A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-20 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 水素貯蔵材料 |
| US4744946A (en) * | 1982-02-09 | 1988-05-17 | Japan Metals And Chemicals Co., Ltd. | Materials for storage of hydrogen |
| US4996002A (en) * | 1987-11-30 | 1991-02-26 | Ergenics, Inc. | Tough and porus getters manufactured by means of hydrogen pulverization |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6147039U (ja) * | 1984-09-01 | 1986-03-29 | 日本バイリ−ン株式会社 | 貼付剤 |
-
1981
- 1981-06-23 JP JP56097781A patent/JPS5839218B2/ja not_active Expired
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4744946A (en) * | 1982-02-09 | 1988-05-17 | Japan Metals And Chemicals Co., Ltd. | Materials for storage of hydrogen |
| JPS59143036A (ja) * | 1983-02-02 | 1984-08-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 希土類金属三元系水素吸蔵用合金 |
| JPS626739B2 (ja) * | 1983-02-02 | 1987-02-13 | Kogyo Gijutsuin | |
| JPS6043451A (ja) * | 1983-08-15 | 1985-03-08 | Daido Steel Co Ltd | 水素精製特性に優れた水素貯蔵用材料 |
| JPS6364511B2 (ja) * | 1983-08-15 | 1988-12-12 | ||
| JPS6070154A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-20 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 水素貯蔵材料 |
| US4996002A (en) * | 1987-11-30 | 1991-02-26 | Ergenics, Inc. | Tough and porus getters manufactured by means of hydrogen pulverization |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5839218B2 (ja) | 1983-08-29 |
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