JPS5836661B2 - 水素貯蔵用合金 - Google Patents
水素貯蔵用合金Info
- Publication number
- JPS5836661B2 JPS5836661B2 JP55018103A JP1810380A JPS5836661B2 JP S5836661 B2 JPS5836661 B2 JP S5836661B2 JP 55018103 A JP55018103 A JP 55018103A JP 1810380 A JP1810380 A JP 1810380A JP S5836661 B2 JPS5836661 B2 JP S5836661B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- hydrogen storage
- tife
- hydrogen
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、水素貯蔵用合金として、一般的に良く知られ
ているＴｉＦｅ合金を、４元系以上の多元系合金にする
ことによって、活性化条件、水素の？蔵、放出速度など
の特性の改善を図り、水素の貯蔵、輸送での実用的な合
金材料を提供するものである。
ているＴｉＦｅ合金を、４元系以上の多元系合金にする
ことによって、活性化条件、水素の？蔵、放出速度など
の特性の改善を図り、水素の貯蔵、輸送での実用的な合
金材料を提供するものである。
Ｔｉ Ｆｅ系合金は、代表的な水素貯蔵用合金として
、従来から一般的に良く知られている。
、従来から一般的に良く知られている。
Ｔｉ−Ｆｅ系合金の基本となる合金相は、原子比１：１
のＴｉＦｅで示される金属間化合物である。
のＴｉＦｅで示される金属間化合物である。
このＴｉＦｅ合金は水素貯蔵用合金としていくつかの特
長を持つものであるが、反面次に示す様な欠点も有して
いる。
長を持つものであるが、反面次に示す様な欠点も有して
いる。
すなわち、初期水素化が非常に困難であり、加熱脱ガス
処理等が必要なことや、水素との反応速度が極端に遅い
などの問題点を有する。
処理等が必要なことや、水素との反応速度が極端に遅い
などの問題点を有する。
例えば、初期水素化での反応が完全に終了するまでに３
〜１０週間程度の期間が必要であり、２回目以後の場合
でも、Ｌ ａ Ｎ ｉｒ，系や、ＴｉＭｎ系合金に比べ
れば数倍〜数１０倍の時間を要する。
〜１０週間程度の期間が必要であり、２回目以後の場合
でも、Ｌ ａ Ｎ ｉｒ，系や、ＴｉＭｎ系合金に比べ
れば数倍〜数１０倍の時間を要する。
そこでこのようなＴｉＦｅ合金の欠点を改善する方法と
して、ＴｉＦｅ合金に新たな添加元素を加える３元系合
金の検討が国内外で行なわれ、ＴＩＦｅ，７ Ｍｎｏ，
２， ＴＩＦｅ．ｇＣＯｏ。
して、ＴｉＦｅ合金に新たな添加元素を加える３元系合
金の検討が国内外で行なわれ、ＴＩＦｅ，７ Ｍｎｏ，
２， ＴＩＦｅ．ｇＣＯｏ。
１ ，ＴｉＦｅ Ｏｒ ＴｉＦｅＯ．ｇＯｕ
。
。
１，０．９ ０．１ ２
Ｔ ｉＦ ｅ Ｍｏ Ｔ ｓ Ｆ ｅ ６
。
。
ｇ Ｖ ６ 。１などの合金が、０．９ ０．１
？ 効果ある材料として報告されている。
？ 効果ある材料として報告されている。
一方本発明者らはＴｔ Ｏｏ９５ Ｚｒ Ｏ．０５ Ｆ
ｅ ｐ Ｔｔ （，，９８Ｈｆ，），０２ＦｅなどのＴ
ｉにＺｒ．Ｈｆを置換させた３元系合金が有効であるこ
とを見出している。
ｅ ｐ Ｔｔ （，，９８Ｈｆ，），０２ＦｅなどのＴ
ｉにＺｒ．Ｈｆを置換させた３元系合金が有効であるこ
とを見出している。
しかしながら、これらの３元系合金は、一方では、Ｔｉ
Ｆｅ２元合金の欠点である水素化の困難さ、水素との反
応速度の点ではかなり改善が図られたが、他方では、水
素貯蔵能力を低下させるものや、プラトー圧力の平坦性
を悪くするものもあり、必ずしもすべてにわたって満足
な特性を有するものではない。
Ｆｅ２元合金の欠点である水素化の困難さ、水素との反
応速度の点ではかなり改善が図られたが、他方では、水
素貯蔵能力を低下させるものや、プラトー圧力の平坦性
を悪くするものもあり、必ずしもすべてにわたって満足
な特性を有するものではない。
本発明は、Ｔｉの一部をＺｒ＝Ｈｆまたは両者の合金で
置換し、またＦｅの一部をＯｒ．Ｏｕ．Ｏｏ．Ｍｏ．Ｖ
．Ｎｉ．ＮｂおよびＭｎよりなる群から選択された１種
の金属または２種以上の金属の合金で置換した下記の一
般式で表される４元系以上の合金とすることにより、上
記の問題点を解消するものである。
置換し、またＦｅの一部をＯｒ．Ｏｕ．Ｏｏ．Ｍｏ．Ｖ
．Ｎｉ．ＮｂおよびＭｎよりなる群から選択された１種
の金属または２種以上の金属の合金で置換した下記の一
般式で表される４元系以上の合金とすることにより、上
記の問題点を解消するものである。
ｘ，ｙ，ｚは、式の係数であり、Ｘ ｙ Ｙ ＊ Ｚの
各々の望ましい値はｘ＝ｏ．０１〜ｏ．ｉ ， ｙ＝０
．８５〜１．１ ５ ， ｚ＝０．０ １〜０．１であ
る。
各々の望ましい値はｘ＝ｏ．０１〜ｏ．ｉ ， ｙ＝０
．８５〜１．１ ５ ， ｚ＝０．０ １〜０．１であ
る。
本発明の合金は、Ｔｉ側への添加元素の置換と、Ｆｅ側
への添加元素の置換との両方を行ったものであり、両方
への置換を行うことによって次のような効果を得ること
が可能となった。
への添加元素の置換との両方を行ったものであり、両方
への置換を行うことによって次のような効果を得ること
が可能となった。
すなわち、一方のみの置換では、置換させる元素の添加
量をかなり多くしなければ、添加効果が得られなかった
ものが、本発明のように、Ｔｉ側とＦｅ側の両方に置換
することによって各々の添加量を半減させても同等の添
加効果が得られる。
量をかなり多くしなければ、添加効果が得られなかった
ものが、本発明のように、Ｔｉ側とＦｅ側の両方に置換
することによって各々の添加量を半減させても同等の添
加効果が得られる。
また、両方に少量ずつ添加することによって、ＴｉＦｅ
本来の有効合金相を結晶的にほとんどくずさないで維持
させることができるため、プラトー圧力の平坦性や、水
素貯蔵能力を低下させることがないなどの効果がある。
本来の有効合金相を結晶的にほとんどくずさないで維持
させることができるため、プラトー圧力の平坦性や、水
素貯蔵能力を低下させることがないなどの効果がある。
従来では、Ｔｉ側またはＦｅ側のいずれか一方に第３元
素を添加させるものであったため、合金の結晶性、均一
性にアンバランスが生じ、プラトー圧力の平坦性や、水
素貯蔵能力に関して必ずしも満足すべきものではなかっ
た。
素を添加させるものであったため、合金の結晶性、均一
性にアンバランスが生じ、プラトー圧力の平坦性や、水
素貯蔵能力に関して必ずしも満足すべきものではなかっ
た。
本発明の合金は、ＴｉＦｅ合金のＴｉの一部をＴｉとよ
く置換する少量のＺｒ．Ｈｆで置換し、Ｆｅの一部をＦ
ｅとよく置換する少量の元素、Ｏｒ．Ｏｕ．Ｏｏ−Ｍｏ
．Ｖ．Ｎｉ −Ｎｂ．Ｍｎなどで置換させたものであり
、有効合金相の結晶性、均一性が優れたものである。
く置換する少量のＺｒ．Ｈｆで置換し、Ｆｅの一部をＦ
ｅとよく置換する少量の元素、Ｏｒ．Ｏｕ．Ｏｏ−Ｍｏ
．Ｖ．Ｎｉ −Ｎｂ．Ｍｎなどで置換させたものであり
、有効合金相の結晶性、均一性が優れたものである。
したがって、プラトー圧力の平坦性や水素貯蔵能力が３
元系合金より改善され、かつ初期水素化を容易にし、反
応速度の改善を図ることができる。
元系合金より改善され、かつ初期水素化を容易にし、反
応速度の改善を図ることができる。
本発明の合金は前記の一般式で表されるものであるが、
ここで置換元素Ａ，Ｂおよび式の係数Ｘ．ｙ−ｚについ
て説明する。
ここで置換元素Ａ，Ｂおよび式の係数Ｘ．ｙ−ｚについ
て説明する。
Ｔｉと置換する元素Ａとしては、Ｚｒ．ＨｆがうまくＴ
ｉと置換される点で有効であり、その他の元素は固溶し
なかったり、他の化合物を作ったりするこめに適当では
ない。
ｉと置換される点で有効であり、その他の元素は固溶し
なかったり、他の化合物を作ったりするこめに適当では
ない。
同様のことが、Ｆｅと置換する元素Ｂ６こついても言え
、Ｏｒ．Ｏｕ．Ｃｏ．Ｍｏ．Ｖ，Ｎｉ．Ｎｂ．Ｍｎは比
較的容易に置換され有効であるが、その他の元素は適当
ではない。
、Ｏｒ．Ｏｕ．Ｃｏ．Ｍｏ．Ｖ，Ｎｉ．Ｎｂ．Ｍｎは比
較的容易に置換され有効であるが、その他の元素は適当
ではない。
一方、Ｘ値、Ｚ値はともに増大させると水素化は容易に
なり、反応速度も増大する傾向を示すが、合金の結晶性
、均一性が悪くなり、プラトー圧力の平坦性や水素貯蔵
能力が低下する傾向にある。
なり、反応速度も増大する傾向を示すが、合金の結晶性
、均一性が悪くなり、プラトー圧力の平坦性や水素貯蔵
能力が低下する傾向にある。
したがって特性の点から見れば、置換量において最適範
囲が存在し、個々の置換元素Ａ，Ｈによって厳密には多
少の差異があるものの、本合金系のＸ値および２はとも
に０．０１〜０．１の範囲が適当である。
囲が存在し、個々の置換元素Ａ，Ｈによって厳密には多
少の差異があるものの、本合金系のＸ値および２はとも
に０．０１〜０．１の範囲が適当である。
Ｘ値およびＺ値が０．１を超える合金組戊になると、有
効合金相とは別の合金相ができたり、また有効合金相で
あるＴｉＦｅ合金の結晶性が悪くなるという結果がＸ線
回折等Ｏこより観察され、水素化特性の試験でも、プラ
トー圧力の平坦性が悪くなり、また水素貯蔵能力も低下
する。
効合金相とは別の合金相ができたり、また有効合金相で
あるＴｉＦｅ合金の結晶性が悪くなるという結果がＸ線
回折等Ｏこより観察され、水素化特性の試験でも、プラ
トー圧力の平坦性が悪くなり、また水素貯蔵能力も低下
する。
逆に、Ｘ値およびＺ値が０．０１以下の合金組成では、
初期水素化条件および水素との反応速度の点で、殆んど
改善の効果がない。
初期水素化条件および水素との反応速度の点で、殆んど
改善の効果がない。
次にｙ値は、基本的Ｏこ、Ｔｉｌ原子とＦｅｌ原子の組
或であるｙ＝１が最も合金組威として良いが、ｙ＝Ｑ，
８５〜１．１５の組或範囲においては、殆んど９０％以
上の割合でＴｉＦｅの有効合金相を得られることが実験
的に確認され、この組戒範囲では、水素貯蔵用合金とし
ての特性もＴｉＦｅに近い値を示すことから、ｙ＝０．
８５〜１．１５が有効である。
或であるｙ＝１が最も合金組威として良いが、ｙ＝Ｑ，
８５〜１．１５の組或範囲においては、殆んど９０％以
上の割合でＴｉＦｅの有効合金相を得られることが実験
的に確認され、この組戒範囲では、水素貯蔵用合金とし
ての特性もＴｉＦｅに近い値を示すことから、ｙ＝０．
８５〜１．１５が有効である。
ｙ値が０．８４以下および、１．１６以上Ｏこなると、
有効合金相とは別の合金相の割合が多くなり、水素吸蔵
放出特性も著しく低下し、水素貯蔵用合金としては、特
性上からまた実用面からも有用なものではない。
有効合金相とは別の合金相の割合が多くなり、水素吸蔵
放出特性も著しく低下し、水素貯蔵用合金としては、特
性上からまた実用面からも有用なものではない。
ここで本発明の合金の特性例を次表に示す。
？の特性表は、本発明による合金の水素化特性の一例で
あり、合金１ｇあたりの吸蔵．放出水素量と初期水素化
所要時間について示したものである。
あり、合金１ｇあたりの吸蔵．放出水素量と初期水素化
所要時間について示したものである。
この特性表から、本発明の合金は、ＴｉＦｅ本来の優れ
た水素貯蔵特性を維持しつつ、かつ初期水素化条件も、
加熱脱ガス処理などしないで、１〜１００時間程度と、
ＴｉＦｅの５倍以上に所要時間を短縮できるものである
。
た水素貯蔵特性を維持しつつ、かつ初期水素化条件も、
加熱脱ガス処理などしないで、１〜１００時間程度と、
ＴｉＦｅの５倍以上に所要時間を短縮できるものである
。
さらに、本発明の合金は水素の吸蔵、放出での反応速度
も、従来のＴｉＦｅ合金より数倍速くなっており、各種
用途への展開がさらに容易になる。
も、従来のＴｉＦｅ合金より数倍速くなっており、各種
用途への展開がさらに容易になる。
なお、本発明の合金の特性例として、
ＴｉＯ．９８ｚｒＯ．０２ＦｅＯ．９８Ｏｒ０．０２お
よびＴｉ Ｚｒ Ｆｅ Ｖ Ｍｎ
合金の０。
よびＴｉ Ｚｒ Ｆｅ Ｖ Ｍｎ
合金の０。
９８ ０。０２ ０。９５ ０．０Ｂ
０．０２水素化物の水素解離平衡圧カー水素化物組
戒等温線図をそれぞれ第１図（こａおよびｂで示した。
０．０２水素化物の水素解離平衡圧カー水素化物組
戒等温線図をそれぞれ第１図（こａおよびｂで示した。
また第２図のｃ．ｄ．ｅはそれぞれ従来の合金Ｔｉ
Ｚｒ Ｆｅ−ＴｉＦｅＯ，ｇＭｏ。
Ｚｒ Ｆｅ−ＴｉＦｅＯ，ｇＭｏ。
１０．９５ ０．０５
””ｅＯ．９５■０．０５の特性を示す。
本発明の合金の製造は、ＴｉＦｅ合金の製造と同様に、
アーク溶解法や高周波溶解法のような方法で、容易に均
質な単一相合金を得ることができる。
アーク溶解法や高周波溶解法のような方法で、容易に均
質な単一相合金を得ることができる。
そして、この合金を水素化する場合には、製造された合
金塊を機械的に数朋角程度に粉砕し、例えば、ステンレ
ス鋼製の密閉可能容器に収納し、内部を室温下で真空ポ
ンプ等で脱ガスし、その後水素ガスを約３０気圧程度容
器６こ充填すれば、室温のもと容易に水素を吸蔵しはじ
め、水素化を行うことができる。
金塊を機械的に数朋角程度に粉砕し、例えば、ステンレ
ス鋼製の密閉可能容器に収納し、内部を室温下で真空ポ
ンプ等で脱ガスし、その後水素ガスを約３０気圧程度容
器６こ充填すれば、室温のもと容易に水素を吸蔵しはじ
め、水素化を行うことができる。
このように、水素化条件を容易にし、反応速度も改善さ
れた本発明の合金は、水素貯蔵特性６こも優れており、
今後実用的な水素貯蔵用合金として、各種用途への展開
が図れる。
れた本発明の合金は、水素貯蔵特性６こも優れており、
今後実用的な水素貯蔵用合金として、各種用途への展開
が図れる。
第１図は本発明の合金の水素化物の水素解離平衡圧カー
水素化物組戒等温線図、第２図は従来の合金の水素化物
の同様の特性を示す。
水素化物組戒等温線図、第２図は従来の合金の水素化物
の同様の特性を示す。
Claims (1)
- １ 一般式Ｔｉ１−ＸＡｘＦｅ，−２Ｂｚ（ただし，Ａ
はＺｒ．Ｈｆまたは両者の合金を表し、ＢはＯｒ．Ｏｕ
−Ｃｏ −Ｍｏ ．Ｖ．Ｎｉ ．ＮｂおよびＭｎより
なる群から選択される１種の金属または２種以上の金属
からなる合金を表す）で示され、ｘ．ｙ．ｚの値が各々
ｘ＝ｏ．０１〜０．１ ， ｙ＝Ｑ，８５〜１．１５，
ｚ＝０．０１〜０．１である水素貯蔵用合金。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55018103A JPS5836661B2 (ja) | 1980-02-15 | 1980-02-15 | 水素貯蔵用合金 |
| US06/184,173 US4370163A (en) | 1979-09-07 | 1980-09-04 | Hydrogen storage alloy and process for making same |
| DE3033503A DE3033503C2 (de) | 1979-09-07 | 1980-09-05 | Titan-Eisen-Legierung für die Speicherung von Wasserstoff und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55018103A JPS5836661B2 (ja) | 1980-02-15 | 1980-02-15 | 水素貯蔵用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56116848A JPS56116848A (en) | 1981-09-12 |
| JPS5836661B2 true JPS5836661B2 (ja) | 1983-08-10 |
Family
ID=11962284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55018103A Expired JPS5836661B2 (ja) | 1979-09-07 | 1980-02-15 | 水素貯蔵用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5836661B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS597772B2 (ja) * | 1981-12-04 | 1984-02-21 | 工業技術院長 | チタン多元系水素吸蔵用合金 |
| JPH02200755A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-09 | Nippon Steel Corp | 水素吸蔵用金属材料 |
-
1980
- 1980-02-15 JP JP55018103A patent/JPS5836661B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56116848A (en) | 1981-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3528599B2 (ja) | 水素吸蔵合金 | |
| US4195989A (en) | Hydrogen storage material | |
| WO2001044525A1 (en) | Hydrogen storage alloy and method for preparing the same | |
| JPS61104053A (ja) | ジルコニウム系水素吸蔵用合金 | |
| JPS5836661B2 (ja) | 水素貯蔵用合金 | |
| JP4403499B2 (ja) | 水素吸蔵材料 | |
| JPS6141978B2 (ja) | ||
| US4783329A (en) | Hydriding solid solution alloys having a body centered cubic structure stabilized by quenching near euctectoid compositions | |
| JP5527768B2 (ja) | 高容量水素吸蔵合金 | |
| US5656105A (en) | Calcium-aluminum system hydrogen absorbing alloy | |
| JP3953138B2 (ja) | 水素吸蔵合金 | |
| CN114686772B (zh) | 稀土-铁基合金材料及其制备方法和应用 | |
| JPS5947022B2 (ja) | 水素吸蔵用合金 | |
| US4576639A (en) | Hydrogen storage metal material | |
| JPH0826424B2 (ja) | 水素吸蔵合金およびその製造方法 | |
| JPH0465136B2 (ja) | ||
| CN114275735B (zh) | 一种含Mg室温可逆储氢高熵合金粉体材料及其制备方法 | |
| CN1049529A (zh) | 贮氢材料 | |
| JPS58217655A (ja) | 水素吸蔵用多元系合金 | |
| JPS583025B2 (ja) | 水素貯蔵用金属材料 | |
| JPS5896841A (ja) | チタン多元系水素吸蔵用合金 | |
| JP2021138989A (ja) | 水素吸蔵合金、水素吸蔵方法、水素放出方法 | |
| JPS6141975B2 (ja) | ||
| KR20170074038A (ko) | 지르코늄을 포함하는 상온저압용 수소저장합금 | |
| JPS6017011B2 (ja) | 水素吸蔵金属材料 |