JPS59215449A - 水素貯蔵用合金 - Google Patents
水素貯蔵用合金Info
- Publication number
- JPS59215449A JPS59215449A JP58089058A JP8905883A JPS59215449A JP S59215449 A JPS59215449 A JP S59215449A JP 58089058 A JP58089058 A JP 58089058A JP 8905883 A JP8905883 A JP 8905883A JP S59215449 A JPS59215449 A JP S59215449A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- alloy
- amount
- hydrogen storage
- release
- 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.)
- Granted
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)
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】
この発明は、水素を安全にかつ可逆的に貯蔵・放出する
ことができる水素貯蔵用合金に関し、さらに詳しくは、
室温付近で散気圧の平衡圧を有する極めて実用性の高い
水素貯蔵用合金に関するものである。
ことができる水素貯蔵用合金に関し、さらに詳しくは、
室温付近で散気圧の平衡圧を有する極めて実用性の高い
水素貯蔵用合金に関するものである。
従来、水素の貯蔵としては、液体状または気体状の水素
そのものをボンベに詰め込む方式が普通に用いられてき
たが、最近では金属水素化物を利用する方式が考えられ
るようになってきている。
そのものをボンベに詰め込む方式が普通に用いられてき
たが、最近では金属水素化物を利用する方式が考えられ
るようになってきている。
この金属水素化物を利用する方式では、従来のボンベを
用いる方式に比べて重量が大で且つ特別な容器を必要と
せず、水素の貯蔵、保持、輸送が容易であると共に、精
製も可能であるなどの利点を有している。
用いる方式に比べて重量が大で且つ特別な容器を必要と
せず、水素の貯蔵、保持、輸送が容易であると共に、精
製も可能であるなどの利点を有している。
このような金属水素化物を形成する水素貯蔵用合金とし
ては、Ｎｉ−Ｍｇ（米国特許第３３１５４７９号）、Ｍ
ｇ−Ｃｕ合金（米国特許１３３７５６７６号）、Ｔｉ−
Ｆｅ合金（米国特許第３５１８２６３号）、その他Ｔｉ
−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｃｕ合金などがある。また、Ｔｉ−
Ｍ ｎ合金も開発されている（特開昭５３−６２１４号
）。このＴｉ−Ｍｎ合金は、コスト的に安価であり、活
性化も容易であって、特に室温での水素放出量をかなり
改善することができるという特長を有している。そこで
、本発明者はこのＴｉ −Ｍｎ合金について種々の検討
を進めた結果、水素の吸蔵および放出サイクルでのヒス
テリシス（すなわち、水素の吸蔵圧力と放出圧力との差
；第２図参照）が大きく、実用上の大きな障害となって
いることがわかった。
ては、Ｎｉ−Ｍｇ（米国特許第３３１５４７９号）、Ｍ
ｇ−Ｃｕ合金（米国特許１３３７５６７６号）、Ｔｉ−
Ｆｅ合金（米国特許第３５１８２６３号）、その他Ｔｉ
−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｃｕ合金などがある。また、Ｔｉ−
Ｍ ｎ合金も開発されている（特開昭５３−６２１４号
）。このＴｉ−Ｍｎ合金は、コスト的に安価であり、活
性化も容易であって、特に室温での水素放出量をかなり
改善することができるという特長を有している。そこで
、本発明者はこのＴｉ −Ｍｎ合金について種々の検討
を進めた結果、水素の吸蔵および放出サイクルでのヒス
テリシス（すなわち、水素の吸蔵圧力と放出圧力との差
；第２図参照）が大きく、実用上の大きな障害となって
いることがわかった。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであって、Ｔｉ−Ｍｎ系水素貯蔵用合金のもつヒ
ステリシス現象を改善すると同時に、さらに水素貯蔵量
の増大をはかることを目的としたものであり、Ｔ ｉ
−Ｍ ｎ系合金に対してＣ，Ｈの１種または２種を適量
添加すると共に、必要に応じて所定の金属成分を添加す
ることにより、ヒステリシス現象を大幅に改善し、１．
かも水素貯蔵量を増大させることが可能となったもので
ある。
たものであって、Ｔｉ−Ｍｎ系水素貯蔵用合金のもつヒ
ステリシス現象を改善すると同時に、さらに水素貯蔵量
の増大をはかることを目的としたものであり、Ｔ ｉ
−Ｍ ｎ系合金に対してＣ，Ｈの１種または２種を適量
添加すると共に、必要に応じて所定の金属成分を添加す
ることにより、ヒステリシス現象を大幅に改善し、１．
かも水素貯蔵量を増大させることが可能となったもので
ある。
すなわち、この発明の第一発明による水素貯蔵用合金は
、重量％で、Ｔｉ：３０〜５０％、Ｍｎ＋５０〜７０％
、Ｃ，Ｎの１種または２種二０．０２〜１％、よりなる
ことを特徴とし、同一の目的を達成する第二発明による
水素貯蔵用合金は、重量％で、ＴＩ＝２０〜５０％、Ｍ
ｎ：２０〜７０％、Ｃ，Ｎの１種または２種：０．０２
〜１％、およびＶ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ。
、重量％で、Ｔｉ：３０〜５０％、Ｍｎ＋５０〜７０％
、Ｃ，Ｎの１種または２種二０．０２〜１％、よりなる
ことを特徴とし、同一の目的を達成する第二発明による
水素貯蔵用合金は、重量％で、ＴＩ＝２０〜５０％、Ｍ
ｎ：２０〜７０％、Ｃ，Ｎの１種または２種：０．０２
〜１％、およびＶ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ。
Ｃｕ 、Ｍｏ 、 Ｚｒ 、 Ｎｂ 、 Ｌａ 、 Ｃ
ｅ 、Ｍｍｃｒ＋１種または２種以上＝４０％以下、よ
りなることを特徴とするものである。
ｅ 、Ｍｍｃｒ＋１種または２種以上＝４０％以下、よ
りなることを特徴とするものである。
この発明の第一発明による水素貯蔵用合金において、そ
の基本成分として、Ｔｉ：３０〜５０％、Ｍｎ：５０〜
７０％としたのは、この範囲において水素の吸蔵・放出
効率を著しく高めることが可能であるためであり、これ
よりもＭｎ量が少ないと安定した金属水素化物が形成さ
れて水素の放出量が減少し、反対にＭｎ量が多すぎると
水素を吸蔵することができなくなって水素放出量が激減
するためである。そして、このＴｉ−Ｍｎ系合金にＣ，
Ｎの１種または２種を添加することによって結晶格子に
歪を導入して水素の吸蔵および放出量を増加させること
ができるようになり、同時に水素の吸蔵および放出サイ
クルでのヒステリシスを小さくすることができるように
なる。しがし、Ｃ，Ｎの添加量が０．０２％未満である
と上記したＣ、Ｎの添加効果が得られず、反対に１％を
超えるとＴｉｃ、ＴｉＮといった炭化物、窒化物あるい
はこれらの混合物が多量に形成され、これらの化合物が
水素を吸蔵しないため、水素吸温量が少なくなり、さら
に結晶的に単−相でなくなるため水素吸蔵・放出曲線に
おけるプラトー域がなくなってくる。したがって、Ｃ，
Ｎの添加量はこれらの１種または２種を合計で０．０２
〜１％の範囲とする。
の基本成分として、Ｔｉ：３０〜５０％、Ｍｎ：５０〜
７０％としたのは、この範囲において水素の吸蔵・放出
効率を著しく高めることが可能であるためであり、これ
よりもＭｎ量が少ないと安定した金属水素化物が形成さ
れて水素の放出量が減少し、反対にＭｎ量が多すぎると
水素を吸蔵することができなくなって水素放出量が激減
するためである。そして、このＴｉ−Ｍｎ系合金にＣ，
Ｎの１種または２種を添加することによって結晶格子に
歪を導入して水素の吸蔵および放出量を増加させること
ができるようになり、同時に水素の吸蔵および放出サイ
クルでのヒステリシスを小さくすることができるように
なる。しがし、Ｃ，Ｎの添加量が０．０２％未満である
と上記したＣ、Ｎの添加効果が得られず、反対に１％を
超えるとＴｉｃ、ＴｉＮといった炭化物、窒化物あるい
はこれらの混合物が多量に形成され、これらの化合物が
水素を吸蔵しないため、水素吸温量が少なくなり、さら
に結晶的に単−相でなくなるため水素吸蔵・放出曲線に
おけるプラトー域がなくなってくる。したがって、Ｃ，
Ｎの添加量はこれらの１種または２種を合計で０．０２
〜１％の範囲とする。
また、この発明の第二発明による水素貯蔵用合金におい
ては、Ｔｉ−Ｍｎ系合金に、Ｖ、Ｃｒ。
ては、Ｔｉ−Ｍｎ系合金に、Ｖ、Ｃｒ。
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ 、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｎｂ。
Ｌａ、Ｃｅ、Ｍｍ（ミツシュメタル）のうちの１種また
は２種以上の金属を含有させているが、この場合には、
Ｔｉ：２０〜５０％、Ｍｎ：２０〜７０％の範囲とし、
さらに上記金属の含有量を４０％以下とすることによっ
て、水素の吸蔵・放出効率を著しく高めることが可能で
ある。しかしながら、上記金属の含有量が合計で４０％
を超えると、水素の吸蔵特性が劣化するので、４０％以
下とする。
は２種以上の金属を含有させているが、この場合には、
Ｔｉ：２０〜５０％、Ｍｎ：２０〜７０％の範囲とし、
さらに上記金属の含有量を４０％以下とすることによっ
て、水素の吸蔵・放出効率を著しく高めることが可能で
ある。しかしながら、上記金属の含有量が合計で４０％
を超えると、水素の吸蔵特性が劣化するので、４０％以
下とする。
このような組成になるこの発明の水素貯蔵用合金は、室
温伺近で散気圧の平衡圧を有しているため極めて実用性
の高いものであり、この水素貯蔵用合金を入れた容器内
に水素ガスを２０気圧程度の圧力で供給すれば短時間の
うちに水素の吸蔵が行われ、吸蔵された水素の放出に際
しては前記容器の栓を開けるだけでよく、室温下におい
て水素の放出が可能である。
温伺近で散気圧の平衡圧を有しているため極めて実用性
の高いものであり、この水素貯蔵用合金を入れた容器内
に水素ガスを２０気圧程度の圧力で供給すれば短時間の
うちに水素の吸蔵が行われ、吸蔵された水素の放出に際
しては前記容器の栓を開けるだけでよく、室温下におい
て水素の放出が可能である。
なお、不純物としての酸素量は０．４％を超えると水素
吸蔵量が少なくなる傾向にあるので０．４％以下とする
ことがより好ましい。
吸蔵量が少なくなる傾向にあるので０．４％以下とする
ことがより好ましい。
次に、この発明の実施例について説明する。
まず、プラズマアーク溶解炉を使用して第１表および第
２表に示す化学成分の水素貯蔵用合金を溶製したのち、
各々水金鋳型内に鋳込み、鋳造した合金を不活性ガス中
で粉砕することによって粉末状の水素貯蔵用合金を得た
。次いで、各々の粉末状水素貯蔵用合金を容器内に入れ
、水素の吸蔵および放出を行って、各合金の水素吸蔵量
および放出量を調べた。この結果を同じく第１表および
第２表に示す。また、Ｎ００６およびＮＯ，９について
圧力−組成−等温（３０°Ｃ）曲線を求めたところ、そ
れぞれ第１図および第２図に示す結果となった。
２表に示す化学成分の水素貯蔵用合金を溶製したのち、
各々水金鋳型内に鋳込み、鋳造した合金を不活性ガス中
で粉砕することによって粉末状の水素貯蔵用合金を得た
。次いで、各々の粉末状水素貯蔵用合金を容器内に入れ
、水素の吸蔵および放出を行って、各合金の水素吸蔵量
および放出量を調べた。この結果を同じく第１表および
第２表に示す。また、Ｎ００６およびＮＯ，９について
圧力−組成−等温（３０°Ｃ）曲線を求めたところ、そ
れぞれ第１図および第２図に示す結果となった。
なお、水素吸蔵量は、３０°Ｃ９５０気圧まで加圧して
水素を吸蔵させたときの合金１ｇあたりの水素吸蔵量を
示し、水素放出量は、３０°０，１気圧まで減圧して水
素を放出させたときの合金１ｇあたりの水素放出量を示
している。
水素を吸蔵させたときの合金１ｇあたりの水素吸蔵量を
示し、水素放出量は、３０°０，１気圧まで減圧して水
素を放出させたときの合金１ｇあたりの水素放出量を示
している。
第１表に示す結果より明らかなように、この発明の第一
発明を満足するＮＯ３１〜８では水素吸蔵量および放出
量が比較的多く且つ水素吸蔵量と放出量との差が比較的
小さいのに対し、比較例９〜１３では水素吸蔵量および
放出量が比較的少なく、また水素吸蔵量が多い場合でも
放出量が少なくなっている（特にＮｏ、１１において顕
著である。） また、第２表に示す結果から明らかなように、この発明
の第二発明を満足するＮｏ、１４〜４１において同様に
良好な結果が得られており、比較例Ｎｏ、４２〜４７に
示すようにＴ ｉ −Ｍ ｎ合金に他の金属を添加させ
たときでもＣ，Ｎを含有しない場合にはあまり好ましく
ない結果となっている。
発明を満足するＮＯ３１〜８では水素吸蔵量および放出
量が比較的多く且つ水素吸蔵量と放出量との差が比較的
小さいのに対し、比較例９〜１３では水素吸蔵量および
放出量が比較的少なく、また水素吸蔵量が多い場合でも
放出量が少なくなっている（特にＮｏ、１１において顕
著である。） また、第２表に示す結果から明らかなように、この発明
の第二発明を満足するＮｏ、１４〜４１において同様に
良好な結果が得られており、比較例Ｎｏ、４２〜４７に
示すようにＴ ｉ −Ｍ ｎ合金に他の金属を添加させ
たときでもＣ，Ｎを含有しない場合にはあまり好ましく
ない結果となっている。
さらに、第１図および第２図に示すように、本発明例の
水素貯蔵用合金（Ｎｏ、 ６）では、水素の吸蔵および
放出サイクルでのヒステリシス、すなわち水素の吸蔵圧
力と放出圧力との差が比較的小さいのに対して、比較例
の水素貯蔵用合金（ＮＯ０９）では、上記ヒステリシス
が比較的大きいことが明らかである。
水素貯蔵用合金（Ｎｏ、 ６）では、水素の吸蔵および
放出サイクルでのヒステリシス、すなわち水素の吸蔵圧
力と放出圧力との差が比較的小さいのに対して、比較例
の水素貯蔵用合金（ＮＯ０９）では、上記ヒステリシス
が比較的大きいことが明らかである。
以上説明してきたように、この発明による水素貯蔵用合
金では、Ｔｉ−Ｍｎ系合金に、Ｃ，Ｎの１種または２種
を適量添加し、必要に応じて所定の金属成分を添加する
ようにしたから、室温付近で散気圧の平衡圧を有してい
るため極めて実用性が高く、吸蔵された水素の放出が室
温下で合金容器の栓を開くだけで至極簡単に行うことが
可能であり、また、水素の吸蔵および放出サイクルでの
ヒステリシス、すなわち水素の吸蔵圧力と放出圧力との
差を小さくすることが可能であると共に、水素の吸蔵量
および放出量を共に増大させることができ、水素の貯蔵
効率を高めることが可能であるという著しく優れた効果
を有し、水素の貯蔵。
金では、Ｔｉ−Ｍｎ系合金に、Ｃ，Ｎの１種または２種
を適量添加し、必要に応じて所定の金属成分を添加する
ようにしたから、室温付近で散気圧の平衡圧を有してい
るため極めて実用性が高く、吸蔵された水素の放出が室
温下で合金容器の栓を開くだけで至極簡単に行うことが
可能であり、また、水素の吸蔵および放出サイクルでの
ヒステリシス、すなわち水素の吸蔵圧力と放出圧力との
差を小さくすることが可能であると共に、水素の吸蔵量
および放出量を共に増大させることができ、水素の貯蔵
効率を高めることが可能であるという著しく優れた効果
を有し、水素の貯蔵。
保持および輸送を容易に且つ効率的に行うことができる
だけでカヘ、水素の精製２反応や、水素電極、燃料電池
等にも適用することができるという優れた効果を有して
いる。
だけでカヘ、水素の精製２反応や、水素電極、燃料電池
等にも適用することができるという優れた効果を有して
いる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は各々この発明および比較の水素貯
蔵用合金の圧力−組成−等温曲線図である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理 弁理士 小 塩 豊 ８ ９ 哨 −８ Ｉｌ！：ｌ々ＣＬ遣
蔵用合金の圧力−組成−等温曲線図である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理 弁理士 小 塩 豊 ８ ９ 哨 −８ Ｉｌ！：ｌ々ＣＬ遣
Claims (2)
- （１）重量％で、Ｔｉ：３０〜５０％、Ｍｎ：５０〜７
０％、Ｃ，Ｎの１種または２種二０．０２〜１％、より
なることを特徴とする水素貯蔵用合金。 - （２）重量％で、Ｔｉ：２０〜５０％、Ｍｎ：２０〜７
０％、Ｃ，Ｎの１種または２種二〇、０２〜１％、およ
びＶ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ。 Ｎｉ 、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ。 Ｍｍのうちの１種または２種以上：４．０％以下、より
な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 |
|---|---|---|---|
| JP58089058A JPS59215449A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 水素貯蔵用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089058A JPS59215449A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 水素貯蔵用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59215449A true JPS59215449A (ja) | 1984-12-05 |
| JPS6141977B2 JPS6141977B2 (ja) | 1986-09-18 |
Family
ID=13960250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58089058A Granted JPS59215449A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 水素貯蔵用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59215449A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144471U (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-11 | ||
| JPH0410774Y2 (ja) * | 1986-04-09 | 1992-03-17 |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP58089058A patent/JPS59215449A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6141977B2 (ja) | 1986-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3528599B2 (ja) | 水素吸蔵合金 | |
| US4079523A (en) | Iron-titanium-mischmetal alloys for hydrogen storage | |
| JPH059504B2 (ja) | ||
| KR0144594B1 (ko) | Ti-Mn계 수소저장합금 | |
| JPS6043451A (ja) | 水素精製特性に優れた水素貯蔵用材料 | |
| JPS59215449A (ja) | 水素貯蔵用合金 | |
| TWI825865B (zh) | 非發火性儲氫合金及使用該合金之儲氫系統 | |
| JPS5938293B2 (ja) | チタン−クロム−バナジウム系水素吸蔵用合金 | |
| JPS626739B2 (ja) | ||
| US4576639A (en) | Hydrogen storage metal material | |
| US4249940A (en) | Mischmetal-nickel-iron hydrogen storage compound | |
| JPH08239730A (ja) | 水素吸蔵合金 | |
| US4488906A (en) | Hydrogen storage metal material | |
| JPS61124545A (ja) | 水素吸蔵用金属材料 | |
| JPS5947022B2 (ja) | 水素吸蔵用合金 | |
| JPS597772B2 (ja) | チタン多元系水素吸蔵用合金 | |
| JPS6141975B2 (ja) | ||
| JPS5911652B2 (ja) | 水素貯蔵用合金 | |
| JPH04181659A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2006028632A (ja) | 水素吸蔵合金および水素貯蔵容器 | |
| JP2662436B2 (ja) | 水素吸蔵用金属材料の特性改善方法 | |
| CA1095879A (en) | Iron-titanium-mischmetal alloys for hydrogen storage | |
| JPS5939493B2 (ja) | チタン−コバルト多元系水素吸蔵用合金 | |
| JPS6024336A (ja) | 水素貯蔵用合金 | |
| JP4766414B2 (ja) | 水素吸蔵合金 |