JPS59208037A - 水素貯蔵用合金 - Google Patents
水素貯蔵用合金Info
- Publication number
- JPS59208037A JPS59208037A JP58080950A JP8095083A JPS59208037A JP S59208037 A JPS59208037 A JP S59208037A JP 58080950 A JP58080950 A JP 58080950A JP 8095083 A JP8095083 A JP 8095083A JP S59208037 A JPS59208037 A JP S59208037A
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- Japan
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- alloy
- hydrogen
- hydrogen storage
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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
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】
本発明は水素貯蔵用合金に関し、よシ詳細にｄ、比較的
低温で、好ましくは室温付近の温度で芥易に水素を吸蔵
および放出することができ、かつこの１汲蔵および放出
が安定して可逆的であり、工業的規模で使用可能な水素
貯蔵用合金に関する。１ 従来、水素貯蔵用合金としては、たとえは、ＬａＮｉ５
２ Ｍｇ２Ｎｘ、 ’ｒｉＦｅ などが知られている
。
低温で、好ましくは室温付近の温度で芥易に水素を吸蔵
および放出することができ、かつこの１汲蔵および放出
が安定して可逆的であり、工業的規模で使用可能な水素
貯蔵用合金に関する。１ 従来、水素貯蔵用合金としては、たとえは、ＬａＮｉ５
２ Ｍｇ２Ｎｘ、 ’ｒｉＦｅ などが知られている
。
これら合金の水素化物は、ｌ、ａ、 Ｍｇｔ Ｔ１など
の金属１１′１体の水素化物に比して低温で水素を放出
することができる。
の金属１１′１体の水素化物に比して低温で水素を放出
することができる。
しかしながら、、 ＬａＮｉ５は高価であり、Ｍｇ２Ｎ
ｉの水素化物の水素の解能平衡圧はさほど高くなく、Ｔ
ｉＦｅは活性化が困矧であるなどの欠点があシ、これら
の合金を工業的１Ａ模の水素貯蔵用に使用することは困
難であっだ３、 一方、ＴｉＭｎ＋。５なる組成の合金が水素を良く吸蔵
することが見出され、この合金の水素貯蔵用合金として
の応用が種々検訂され、その後この合金の展開として（
Ｔｉ１−ｘＺｎｘ） Ｍなる組成の合金（ただしＭは金
属を表わす）を水素貯蔵材として利用せんとする、いく
つかの提案がなされた。
ｉの水素化物の水素の解能平衡圧はさほど高くなく、Ｔ
ｉＦｅは活性化が困矧であるなどの欠点があシ、これら
の合金を工業的１Ａ模の水素貯蔵用に使用することは困
難であっだ３、 一方、ＴｉＭｎ＋。５なる組成の合金が水素を良く吸蔵
することが見出され、この合金の水素貯蔵用合金として
の応用が種々検訂され、その後この合金の展開として（
Ｔｉ１−ｘＺｎｘ） Ｍなる組成の合金（ただしＭは金
属を表わす）を水素貯蔵材として利用せんとする、いく
つかの提案がなされた。
たとえば、特公昭５５−４．４．１４５ 、５６−５２
９２゜５６−１５７７２，５６２１８１４，５６’、う
］３４］などでは、ＭとしてＭｎ、 Ｃｕ、 Ｃｏ、
Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｆｅ、 Ｖなどを用いること、および
ＭとしてＩ ｆＩ類の金属ではなく、２種類、捷たは３
種類の金属を用いる、全体として３成分系ないし５成分
系の合金が開示されている。
９２゜５６−１５７７２，５６２１８１４，５６’、う
］３４］などでは、ＭとしてＭｎ、 Ｃｕ、 Ｃｏ、
Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｆｅ、 Ｖなどを用いること、および
ＭとしてＩ ｆＩ類の金属ではなく、２種類、捷たは３
種類の金属を用いる、全体として３成分系ないし５成分
系の合金が開示されている。
これらの系の合金の水素化物は、室温付近の１１１１冒
身で高い水素平衡圧を有し、合金の成分の種力１と割合
によって平衡圧を加減できるとされている、。
身で高い水素平衡圧を有し、合金の成分の種力１と割合
によって平衡圧を加減できるとされている、。
そこで本発明は、これら開示された合金を更に発展させ
て、よシ安価に製造することができ、水素の吸蔵、放出
をより安定に、かつ可逆的に行なうことかできる、工業
的規模で使用可能な水素貯蔵用合金を開発すべくなされ
たものであシ、Ｔｔ、 Ｚｒ、 Ｍｎ、 Ｆｅ、 ｖ
およびＡｌの比較的安価な金属より成り、比較的低温で
水素の吸蔵、放出ができる６成分系の水素貯蔵用合金を
提供するものである。
て、よシ安価に製造することができ、水素の吸蔵、放出
をより安定に、かつ可逆的に行なうことかできる、工業
的規模で使用可能な水素貯蔵用合金を開発すべくなされ
たものであシ、Ｔｔ、 Ｚｒ、 Ｍｎ、 Ｆｅ、 ｖ
およびＡｌの比較的安価な金属より成り、比較的低温で
水素の吸蔵、放出ができる６成分系の水素貯蔵用合金を
提供するものである。
すなわち、本発明の水素貯蔵用合金は、一般式Ｔｊ１−
Ｘ ＺｒＸ（Ｍｎｌ−２−ｂ−（、ＦｃａｖｂＡｌｃ
） ｙで表わされる組成をイ〕゛シ、式中ｘ ｆｄ Ｑ
。２≦Ｘ≦０゜８゜ｙは１．５二ｙ ７−２．０． ａ
は０．０１≦ａ≦０．５．ｂｉｄＣｌ。０５ ：、’Ｆ
＞ ｂ −ＳＩ Ｏ，：３． ｃは０ 、０１≦ｃ５０
．］の範囲の数であることを特徴とするものである。
Ｘ ＺｒＸ（Ｍｎｌ−２−ｂ−（、ＦｃａｖｂＡｌｃ
） ｙで表わされる組成をイ〕゛シ、式中ｘ ｆｄ Ｑ
。２≦Ｘ≦０゜８゜ｙは１．５二ｙ ７−２．０． ａ
は０．０１≦ａ≦０．５．ｂｉｄＣｌ。０５ ：、’Ｆ
＞ ｂ −ＳＩ Ｏ，：３． ｃは０ 、０１≦ｃ５０
．］の範囲の数であることを特徴とするものである。
本発明の水素貯蔵用合金は、粉末Ｘ線回折法の結果、金
相的に単−相であった。更に本合金について水素化およ
び放出反応を繰り返し実施した場合でも、合金の水素化
による第２相の出現などは認められなかった。この時脱
水素した合金は出発時の合金相に完全に戻っていること
を確５．召した。従って本発明の合金は、水素貯蔵倒斜
として好適であることを見出したものである。
相的に単−相であった。更に本合金について水素化およ
び放出反応を繰り返し実施した場合でも、合金の水素化
による第２相の出現などは認められなかった。この時脱
水素した合金は出発時の合金相に完全に戻っていること
を確５．召した。従って本発明の合金は、水素貯蔵倒斜
として好適であることを見出したものである。
本発明の水素貯蔵用合金において、ＸがＯ０２よシも小
、首／こは０．８よシも大のとき、あるいはｙが１゜５
よりも小、または２．０よシも大の場合は、水素の吸蔵
、放出性が悪くなる、。
、首／こは０．８よシも大のとき、あるいはｙが１゜５
よりも小、または２．０よシも大の場合は、水素の吸蔵
、放出性が悪くなる、。
ａが０゜０］よシ小のときは、水素化物のプラトー特性
が悪くな、９ ’１ ａが０゜５より犬のときは、水
素吸蔵量が低下する。
が悪くな、９ ’１ ａが０゜５より犬のときは、水
素吸蔵量が低下する。
ｂが０．０５よシ小のときは、初期の活性化処理が必要
であシ、水素化反応速度が低下し、０．３よシ犬のとき
には合金の粉砕性が悪くなる、。
であシ、水素化反応速度が低下し、０．３よシ犬のとき
には合金の粉砕性が悪くなる、。
また、Ｃが００Ｏ１よシ小のときは安価なフェロ−バナ
ジウムの使用が不可能となし、Ｏｏｌよりも犬のときは
、水素吸蔵６Ｅが低下する欠点があり不適である３、こ
のように本発明の水素貯蔵用合金における成分範囲の限
定は、臨界的な意味があり、曖れた効果を発揮するもの
である。
ジウムの使用が不可能となし、Ｏｏｌよりも犬のときは
、水素吸蔵６Ｅが低下する欠点があり不適である３、こ
のように本発明の水素貯蔵用合金における成分範囲の限
定は、臨界的な意味があり、曖れた効果を発揮するもの
である。
本発明の水素貯蔵用合金は、たとえばアルゴンのような
不活性ガスの雰囲気中で通常の合金製造方法、たとえば
高周波炉を用いる方法、ま／ζはアークメルト法などに
よシ原料金属を上記組成範囲で溶融して容易に製造する
ことができる。７使用する金属制料は、純度９７〜９８
％以下の工業的品位のもので良いが、合金水素化物の有
効水素量を大きくすることを考慮すれば、純ｌｌ９９％
以上のものが好ましい。
不活性ガスの雰囲気中で通常の合金製造方法、たとえば
高周波炉を用いる方法、ま／ζはアークメルト法などに
よシ原料金属を上記組成範囲で溶融して容易に製造する
ことができる。７使用する金属制料は、純度９７〜９８
％以下の工業的品位のもので良いが、合金水素化物の有
効水素量を大きくすることを考慮すれば、純ｌｌ９９％
以上のものが好ましい。
本発明の合金は、前述のように６成分から成る単−相の
金属間化合物であシ、かつ粉砕しやすい、。
金属間化合物であシ、かつ粉砕しやすい、。
史に水素化反応を行なう際、高温で排気するなどの活性
化処理の必要がなく、室温で排気した後、１〜１０気圧
の水素を容器に導入すれば、容易に水素を吸蔵する、。
化処理の必要がなく、室温で排気した後、１〜１０気圧
の水素を容器に導入すれば、容易に水素を吸蔵する、。
本発明の合金の特徴は、比較的低温で水素の吸蔵、放出
を安定に、可逆的に行なうことができ、一方、水素化物
の解離平衡圧は、合金の組成を変えることによシ、すな
わちＸ、ｙ、ａ、ｂ。
を安定に、可逆的に行なうことができ、一方、水素化物
の解離平衡圧は、合金の組成を変えることによシ、すな
わちＸ、ｙ、ａ、ｂ。
およびＣを変化させることで昇、降圧の操作が可能なこ
とである。
とである。
本発明の水素貯蔵用合金は、以上の特性を有するため、
実用的に必要な解離平衡圧を有し、有効水素量の多い合
金を設計することができる。
実用的に必要な解離平衡圧を有し、有効水素量の多い合
金を設計することができる。
以上述べたように、本発明の水素貯蔵用合金によれば、
工業的品位の原料金属を前記一般式の組成範囲内に調整
し、公知の合金製造法によシ容易に製造することができ
る。
工業的品位の原料金属を前記一般式の組成範囲内に調整
し、公知の合金製造法によシ容易に製造することができ
る。
しり乞がって、本発明の水素貯蔵用合金ｄ１水素の工業
的貯蔵、輸送、熱貯蔵、化学昇圧機、化学エンジン等に
好丑しく利用することができる。
的貯蔵、輸送、熱貯蔵、化学昇圧機、化学エンジン等に
好丑しく利用することができる。
以下、本発明を実施例にもとづき詳述する１゜実施例
１ 原材料は純度９９．９％のＴｉ、 ９９．７％のＺｒ。
１ 原材料は純度９９．９％のＴｉ、 ９９．７％のＺｒ。
ｇ ９ 、９％のＭｎ、 Ｆｅ、■およびＡＩでちゃ、
■についてはフェロ−バナジウム（ＪＩＳ １号）も併
用し／こ ｒ＋ そして前述した本発明の組成範囲の、下記表に示す組成
の合金を炸裂した。
■についてはフェロ−バナジウム（ＪＩＳ １号）も併
用し／こ ｒ＋ そして前述した本発明の組成範囲の、下記表に示す組成
の合金を炸裂した。
試料ＪＩＧ、 ］〜１０の合金を大豆大に粗粉砕し／と
後、耐圧容器に入れ、真空排気した後に、室温で約５０
気圧の水素を導入すると、直ちに、あるいは数分の誘導
期間の後に水素を吸蔵した。水素を十分に吸蔵すれば合
金は微粉砕される。
後、耐圧容器に入れ、真空排気した後に、室温で約５０
気圧の水素を導入すると、直ちに、あるいは数分の誘導
期間の後に水素を吸蔵した。水素を十分に吸蔵すれば合
金は微粉砕される。
（以下余白）
」―肥太には水素の吸蔵、放出を５回縁シ返し／（後の
金属水素化物の水素吸蔵量をｗｔ％で示した、。
金属水素化物の水素吸蔵量をｗｔ％で示した、。
表から本発明の水素貯蔵用合金は、約１゜（ｉ ｗｔ％
以」二の高濃度の水素を吸蔵した水素化物を生成するこ
とがわかる。
以」二の高濃度の水素を吸蔵した水素化物を生成するこ
とがわかる。
試料Ａ、 １〜：うでｙ値を比較すると、ｙ−１，５の
場合が水素吸蔵量が最も大きく、ｙ二２゜Ｏでは減少す
る。これに対して、吸蔵した水素を室？Ｉ’１Ｍで放出
させる操作を行なった場合、ｙ−１゜５のものは分解反
応による放出速度が遅く、かつ室温では光今に水素の放
出ができず、完全に脱水素させて元の合金にもどすため
には加熱を必璧としたｆ） ｙ＝］。７のものは、水素化、分解速度が比較的１．ｉ
！、 （、室温で完全に放出させることが可能であシ、
ｙ値ｋＪ−ＩＪｆ〜ましくは１゜７であることがわがつ
／こ、１ １だＸ植については、Ｘが小さい試料の方がｙ値の大き
なものよりも室温での反応速度が大きく、第１回目の水
素化反応が開始されるまで゛の誘導時間も短かかった。
場合が水素吸蔵量が最も大きく、ｙ二２゜Ｏでは減少す
る。これに対して、吸蔵した水素を室？Ｉ’１Ｍで放出
させる操作を行なった場合、ｙ−１゜５のものは分解反
応による放出速度が遅く、かつ室温では光今に水素の放
出ができず、完全に脱水素させて元の合金にもどすため
には加熱を必璧としたｆ） ｙ＝］。７のものは、水素化、分解速度が比較的１．ｉ
！、 （、室温で完全に放出させることが可能であシ、
ｙ値ｋＪ−ＩＪｆ〜ましくは１゜７であることがわがつ
／こ、１ １だＸ植については、Ｘが小さい試料の方がｙ値の大き
なものよりも室温での反応速度が大きく、第１回目の水
素化反応が開始されるまで゛の誘導時間も短かかった。
更にｙ値が大きくなシ、７ＯＺｒ量が増すと、室温での
水素の放出が困難となシ、試料ｊθ１０の場合、約１５
０℃の、加熱が必要であった。
水素の放出が困難となシ、試料ｊθ１０の場合、約１５
０℃の、加熱が必要であった。
ａ、ｂおよびＣは本発明の前述した組成範囲では優れた
金属水素化物が得られるがｔ、 Ａｌ量が比較的多い試
料／Ｉ（ｙ、 ７では、若干水素吸Ｍ量が低下すること
が認められた。
金属水素化物が得られるがｔ、 Ａｌ量が比較的多い試
料／Ｉ（ｙ、 ７では、若干水素吸Ｍ量が低下すること
が認められた。
第１図には、試料Ａ、 ２の合金の水素化物について温
度を変化させた場合の分解平衡圧（気圧）と水素吸蔵量
（ｗｔ％）との関係を示す。第１図にわいて曲線Ａは３
０℃、Ｂは６０℃、Ｃは１００℃の場合である。試料Ａ
２の合金は、Ｔ１０゜８Ｚｒ Ｏ，２（Ｍｎ Ｏ，８
Ｆｅ Ｏ，０４Ｖｏ、１５ Ａｌ０００１． ） ］−
，７Ｈ２゜８１の水素化物を生成する。この試料は水素
吸蔵量が１゜７５ｗｔ％付近壕でプラトー特性を有して
いる。
度を変化させた場合の分解平衡圧（気圧）と水素吸蔵量
（ｗｔ％）との関係を示す。第１図にわいて曲線Ａは３
０℃、Ｂは６０℃、Ｃは１００℃の場合である。試料Ａ
２の合金は、Ｔ１０゜８Ｚｒ Ｏ，２（Ｍｎ Ｏ，８
Ｆｅ Ｏ，０４Ｖｏ、１５ Ａｌ０００１． ） ］−
，７Ｈ２゜８１の水素化物を生成する。この試料は水素
吸蔵量が１゜７５ｗｔ％付近壕でプラトー特性を有して
いる。
第２図には、試料ｊ６１０の合金の水素化物の温度を変
化させた場合の分解平衡圧と水素吸蔵量との関係を示す
。第２図において曲線りは１００’Ｃ１曲線Ｅは］、６
０ ’Ｃの」場合である。この試料は、Ｘ＝Ｏ０８と７
．ｒ量が多く、１００ ”Ｃｐ １６００Ｃと比較的高
温で水素化物の分解平衡圧を測定し／Ｃ１゜第２図の試
ＦＩＴｉｏ。２ Ｚｒ Ｏ，８（Ｍｎ Ｏ，８Ｆｃ ０
−０４ＶＯ０１５Ａｌ Ｏ，ＯＪ、） １．７ Ｈ３，
Ｏノ水素化物となる。
化させた場合の分解平衡圧と水素吸蔵量との関係を示す
。第２図において曲線りは１００’Ｃ１曲線Ｅは］、６
０ ’Ｃの」場合である。この試料は、Ｘ＝Ｏ０８と７
．ｒ量が多く、１００ ”Ｃｐ １６００Ｃと比較的高
温で水素化物の分解平衡圧を測定し／Ｃ１゜第２図の試
ＦＩＴｉｏ。２ Ｚｒ Ｏ，８（Ｍｎ Ｏ，８Ｆｃ ０
−０４ＶＯ０１５Ａｌ Ｏ，ＯＪ、） １．７ Ｈ３，
Ｏノ水素化物となる。
この水素化物は００２５〜１゜６５ ｗｔ％の範囲で極
めて良好なるプラトー特性を有することがゎがるー。
めて良好なるプラトー特性を有することがゎがるー。
この水素貯蔵用合金の使用温度域は、室温 〜２００
’Ｃｔでの広い範囲である３゜ところで、金属水素化物
を水素の貯蔵、輸送、。
’Ｃｔでの広い範囲である３゜ところで、金属水素化物
を水素の貯蔵、輸送、。
熱貯蔵、化学ｋｌ圧槻、化学エンジン等に使用する場合
、室温伺近で水素の高い平衡圧を有する金属水素化物は
、水素を放出させるときは有利であるが、繰返し使用す
るため水素を１汲蔵させる場合には、高圧水素を必要と
し不利になる。
、室温伺近で水素の高い平衡圧を有する金属水素化物は
、水素を放出させるときは有利であるが、繰返し使用す
るため水素を１汲蔵させる場合には、高圧水素を必要と
し不利になる。
この点、本発明による合金は、ＸＩ Ｙ２ ａｙ ｂ
およびＣを変化させることにより、使用温度範囲に適
した６成分系合金をつくることにょシ、平衡圧を変化さ
せることができるので、合金の設語上有利であるし、実
用機器の開発に対して大きな効果を示すものである。７
およびＣを変化させることにより、使用温度範囲に適
した６成分系合金をつくることにょシ、平衡圧を変化さ
せることができるので、合金の設語上有利であるし、実
用機器の開発に対して大きな効果を示すものである。７
第１図および第２図は本発明の水素貯蔵用合金の温度変
化に対する水素吸蔵量と分解−マＩ；衡１（Ｅ力との関
係を示す図である。 工業技術院長の復代理人 三菱製鋼株式会社の代理人 弁理士 小 川 イ５ − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦
化に対する水素吸蔵量と分解−マＩ；衡１（Ｅ力との関
係を示す図である。 工業技術院長の復代理人 三菱製鋼株式会社の代理人 弁理士 小 川 イ５ − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦
Claims (1)
- 一般式Ｔ１□−ｘＺｒｘ（Ｍｎ １−ａ−ｂ−ｃＦｅ
ａ Ｖｂ Ａ１１ｃ ）ｙで表わされる組成を有し、式
中χは帆２≦Ｘ≦０．８． ｙば１゜５≦ｙ≦２゜０
．ａは０゜０」≦ａ≦０．５．ｂは０−０５ ｚｂ ：
１．０．３ 、 ｃは０．０１≦Ｃ≦０゜１の範囲の数
であることを特徴とする水素貯蔵用合金、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080950A JPS59208037A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 水素貯蔵用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080950A JPS59208037A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 水素貯蔵用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59208037A true JPS59208037A (ja) | 1984-11-26 |
| JPS6141975B2 JPS6141975B2 (ja) | 1986-09-18 |
Family
ID=13732775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58080950A Granted JPS59208037A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 水素貯蔵用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59208037A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6141741A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-28 | Daido Steel Co Ltd | 水素吸蔵合金 |
| JPS63286547A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金 |
| KR100361908B1 (ko) * | 2000-06-21 | 2002-11-23 | 한국에너지기술연구원 | 수소 저장용 Ｔｉ-Ｚｒ계 라베스 상 합금 |
-
1983
- 1983-05-11 JP JP58080950A patent/JPS59208037A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6141741A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-28 | Daido Steel Co Ltd | 水素吸蔵合金 |
| JPH0577732B2 (ja) * | 1984-08-02 | 1993-10-27 | Daido Steel Co Ltd | |
| JPS63286547A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金 |
| KR100361908B1 (ko) * | 2000-06-21 | 2002-11-23 | 한국에너지기술연구원 | 수소 저장용 Ｔｉ-Ｚｒ계 라베스 상 합금 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6141975B2 (ja) | 1986-09-18 |
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