JPS59211543A - 混合系水素吸収材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 次発１′Ｉ１１は水素吸収制、詳しくはヒートポンプシ
ステムやコンプレッサーシステム等での使用に適した特
性を有する混合系水素吸収材に関する。

近時、水素吸収材としである種の金属（または合金）と
水素との反応（水素化物形成・解離）における温度と平
衡圧力との関係を利用し、これをヒートポンプシステム
やザーマルコンプレッサーシステムなどのエネルギー源
とする工学的応用が注目されている。これらのシステム
に適用される水素吸収材としては、（１）使用される熱
源温度に適合する水素吸収・放出平衡圧力を有すること
、（１１）単位重量当りの水素吸蔵量・有効水素放出量
が大きいこと、（ｆｉｔ）水素吸蔵・放出に伴う発吸熱
量が大きいこと、　（ｉｖ）水素平衡圧力曲線における
ヒステリシスが小さいこと、（■）プラトー平坦性が良
いこと、（■１）活性化が容易なこと、およびｆ■Ｄ反
応速度が大きいこと、などの特性が要求される。工学的
応用に際して、所望のシステム特性をイ：Ｊるには、上
記各特性のいづれも欠くことができないが、とりわけ、
反応速度が大きいことは、安定した反応を具現するとと
もに、サイクル時間の短縮により装置全体の経済性を高
めるだめにも極めて重要なファクターである。

これまでにも、水素吸収材として各種の水素化合金が知
られ、まだその特性を改良するだめの合金組成の工夫が
試みられており、例えば異種合金の混合によって、対象
システムに適合した平衡圧力をもだせたものも４％案さ
れている。しかしながら、平衡圧力やその他の特性にす
ぐれていながら、反応速度か遅いだめに、装置化には適
用できないものとして取扱われ、実用化が妨げられてい
るものも少くない。

イ＼発１Ｊｊ者等は−ＥＤαに鑑み、反応速度の低い水
素吸収旧の４″、、外殻−，）＜に関し詳細な研死を重
ねだ結果、反応速度の低い水素化合金に対し、反応速度
の大きい水素化合金を少量混合することにより、混合比
を越える高い反応速度を−Ｌ−７えイ（）ることを知見
し、本発明を完成するに到った。

不発り１の水素吸収制は、 ＭｍＮｉ（５−ａ）ＦｅａＸｃ　　および／またはＭｍ
　Ｎｉ　（５３）　Ｃｒａ　Ｘｃ ［但し、Ｘ　：　Ｔｉ　、Ｚｒ　Ｎ　Ｓｎ　寸だはＮｂ
、０＜ａ＜１．０．０（ｃ（１，０，１ で示される原ｒ−比組成のＭｍ　（ミツシュメタル）−
二、ノケルー鉄（またけクロノ、）合金（以十、］−八
金合金とも称する）Ｋ、 Ｌ’ａ　Ｎ　ｉ　５合金　および／まだはＭｍＮｉ（５
−１）　）Ａ／ＪｂＹｄ ［但し、ｙ：Ｔｉ、Ｚｒｓ　ＳｎまたはＮｌ）、０＜１
）＜１．０、Ｏ＜ｄ＜１．０１ で示される原イ比祖成のＭｍ（ミノシュメタル）−ニッ
ケルーアルミニウム合金（以ド、ｌ−８合金」とも称す
る）を１０〜３０虫發ＴｆｌＳ混合してなるものである
。

木兄１月に使用されるへ合金、８合金は、特外殻ｉＭを
１］的として」ニハ己で示されるように、′Ｉ゛１、Ｚ
ｒ、ＳｎｔたはＮｂから選らばれる任意の元素が所望に
応じて構成元素として含有されるものであるが、Ａ合金
は、いづれも水素平衡圧力、有効吸蔵・放出量などの特
性にすぐれてはいるものの、単独ては反応速度か十分で
なく、工学的応用にはあ寸り適さない水素化合金である
。寸だ、８合金は、いづれも大きな反応速度を有するが
、高価であったり、７Ｊ［ｌｌｔ　テＭ＋１〕Ｎｉ　（
５１））Ａｊ／ｂ　　合金はヒステ゛；シスか比ｌ咬的
大きいことや、水素吸蔵量が少いという釘１点を有する
。

木兄１月によりへ合金と８合金との混合物として構成さ
れる水素吸収材は、反応速度が極めて速く、かつ・１乙
衡圧力、水素吸蔵・有効放出量など、装置化に適した諸
物件を具備する。その水素吸収材を構成するへ合金は旧
Ｉ　Ｎｉ（５−ａ）　Ｆｅａ　Ｘｃ　ｔだはＭｍ　Ｎｉ
（５−ａ　）　ＣＩ−ａ　ＸＣのいづれか一方のみでも
よく、あるいは両者の混合物であってもさしつかえない
。寸だ、■３３合金あるＩ−ａ　Ｎ　ｉ　５およびＭ１
１］Ｎｉ（５−ｌ）　）Ａｇｂ　Ｙ（］はイつれか一方
を単独で使用してもよく、寸だ両者を併用してもよい。

８合金の混合比は１０屯：１′Ｌ）（ＩＳ以−ヒである
ことを要する。

それより少いと、混合効果が不足するからである。

ＬａＮｉ５　トＭｉｎＮｉ（５−１）　）Ａ／”１）Ｙ
（ｌを併用するときひ、１、両にの合旧；］１かＩ　Ｏ
、ｌｒＣ’２：ｉ部以−上てあればよい。

１０　！Ｉｃ　＋ｌＥ　ｆ？ｌｊ以上の混合によって、
後記実施例にも小さＪしるように、混合比をはるかに越
える高い反応速度かイＩノられる。なお、反応速度の改
善の点に限れば、８合金の混合比に上限を伺加する必要
はないが、高価なり合金を多：１１゛に使用するのはコ
スト負４月を増すばかりでなく、へ合金の／ｌｒ１″川
というメリットが希釈される。実際上、３０　’Ｔ！：
、１ｉ部を越えて混合する必要べなく、１０〜３０７Ｄ
：　：ｉ）部の範囲内で十分実用に耐える諸物件が−Ｉ
−ｊえられる。

不発を月に係る水素吸収材は、適当な粒径（例えは、８
０〜１２０メツシユ〕に粉砕された粉末混合物として上
記規定の混合比に調製されたのち、活性化処理を経て使
用される。活性化処理は、常法に従って、加熱下の減圧
処理を必要に応じて行ったのち、加圧下の水素導入と水
素脱気の操作を繰返すことにより達成される。水素導入
圧力は約１０〜２０　ｋｇ／ｃｒｎ２程度と、従来一般
に必要な圧力（約３０　ｋ！７ｃｍ２）に比へて低くて
よく、また水素導入・脱気操作は、通常５　＋ｊｊ１前
後反復を蟹するのに対し、１回で十分である。従って活
イ′］、化に必要なエネルギー量も大幅に低減する。

第１表に不発り］に係る水素吸収（詞の実施例を参考例
と併せて示す。但し、へ合金（反応速度の低い合金）は
Ｍｍ　Ｎｉ　４．１５　Ｆｅ　（１，８５，８合金（反
応速度の高い合金ノはＬａＮｉ５　　である。

な」。・、活性化処理における水素導入・脱気操作は、
木兄１月実施例では１回、参考例では１〜５１Ｃｉ１実
施例 各表に示されるとおり、Ａ合金単独では、単位時間当り
の水素移動量が少い（反応速度が低い）が、少量のＢ合
金の混合によって、十分な反応速度が与えられることが
判る。

以上の人うに、本発明の混合系水素吸収利け、単独では
反応速度が低いために、その他の特性にすぐれているに
もかかわらず装置化に適用し得なかった水素化合金を主
構成分とし、そのすぐれたｔＩｆ性をそこなわずに装置
化に耐える十分な反応速度を具備せしめたものであり、
例えばヒートボンゞプシステムやコンプレッサーシステ
ムなどに極め、て有用である。むろん、その応用は上記
に限らず、金属水素化反応を利用する各種技術、装置、
商品などに、イ」用である。

なお、本発明の水素吸収材を構成する前記Ｂ合金に代え
て、金属水素化物を実質的に形成しないが、水素解離反
応（Ｈ２−＝　２　）１″−）の触媒作用を有する金属
（もしくは合金）例えば、Ｎｉ、Ｐｃなどを便用し、こ
れを前記へ合金に約３０重Ｙ、一部以］：混合すること
により、反応速度が高く、かつその他の特（／ｆにすぐ
れた水素吸収材を構成することも１」１能である。

代理人　弁理士　　宮　崎　新八部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１　　Ｍ＋ｎＮ１（５−ａ）ＦｅａＸｃ　　および／
   またはＭｍＮｉ　（５−ａ）Ｃｒ　ａ　Ｘｃ ［たソし、Ｘ　：　Ｔｉ、　Ｚｒｓ　ＳｎまだはＮｂ。 、０〈ａ≦１．０　、　Ｑ　＜ｃ＜　１．０　）で示さ
   れる合金に、 １、、　ａ　Ｎ　ｉ　５合金　および／またはＭｍ　Ｎ
   ｉ　　（５−１））　　Ａｅｂｙａしたソし、Ｙ：１’
   ｉ、Ｚｒ、Ｓｎ　　まだはＮｂ。 ０＜ｂ＜　＋、ｏ　、０（ｄ≦１．０］で示される合金
   を１０〜３０重量部混合してなる／ｌＩＬ合系水素吸収
   利。