JPS5938293B2 - チタン−クロム−バナジウム系水素吸蔵用合金 - Google Patents

チタン−クロム−バナジウム系水素吸蔵用合金

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JPS5938293B2
JPS5938293B2 JP57098993A JP9899382A JPS5938293B2 JP S5938293 B2 JPS5938293 B2 JP S5938293B2 JP 57098993 A JP57098993 A JP 57098993A JP 9899382 A JP9899382 A JP 9899382A JP S5938293 B2 JPS5938293 B2 JP S5938293B2
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hydrogen
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pressure
storage alloy
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泰章 大角
博 鈴木
明彦 加藤
啓介 小黒
孝雄 杉岡
敏明 藤田
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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    • Y02E60/32Hydrogen storage
    • YGENERAL 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
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

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  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチタン系水素吸蔵用合金に関し、特に工業的
な排熱として十分存在し得る利用温度範囲100〜25
00C1水素圧力1〜10気圧で金属水素化物を形成す
る水素吸蔵用合金に関する。
水素は資源的に制限がなくクリーンであること、輸送
及び貯蔵が容易であること等の理由から化石燃料に代る
新しいエネルギー源として注目されている。 しかし、
水素は常温で気体でありしかも液化温度が極めて低いか
ら、その貯蔵技術が重要となる。
この貯蔵法としては水素を金属に吸蔵させ金属水素化物
として貯蔵する方法があり、このような金属水素化物は
水素を液体水素とほぼ同じ程度あるいはそれ以上の密雇
で貯蔵し得るため、最近注目を集めている。また金属に
よる水素の吸蔵・放出反応は可逆的であり、反応に伴っ
て相当量の反応熱が発生し或は吸収されること、及び水
素の吸蔵放出圧力が温度に依存することを利用して冷暖
房装置や熱エネルギーに圧力(機械)エネルギー変換装
置等への応用研究も進められている。 従来から水素を
多量に吸蔵し、金属水素化物を形成する水素貯蔵用材料
としてCa、Li、に、Ti、V、Mg1希土類元素な
どが知られており、また最近では鉄−チタン系、ランタ
ン−ニッケル系、カルシウム−ニッケル系、マグネシウ
ム−ニッケル系、マグネシウム−銅系などの金属間化合
物も知られている。
これらの金属あるいは合金は、それぞれに適した水素
圧と温度との関係において水素を吸蔵する水素化反応お
よびその逆の分解放出反応を容易に行う。
しかしながら、実用化に際しては圧力・温度の制約を受
けるので当然その種類は限定される。たとえば工業的に
多用される水素の圧力は約1〜10気圧であるから水素
平衡圧がこの範囲であってかつ平衡時の温度が実際に吸
蔵用材料を使用するときの使用温度範囲に含まれる吸蔵
用材料を選定する必要がある。もしこの選定をあやまれ
ば平衡圧が異状に上昇したり又は常圧以下に低下したり
して、いずれも実用面や装置の安全性の点で問題が多い
。一方、従来の金属水素化物のなかで高温領域で利用さ
れ水素吸蔵量が非常に多いことで知られている金属ある
いは合金としてMgおよびMg系合金がある。
しかしMgは活性化に高温・高圧を要し水素化物形成お
よび水素化物からの水素放出に極めて長時間を要すると
いう欠点がある。上記の問題点が少し改善された合金と
してマグネシウムーニッケル系、マグネシウム一銅系合
金があるが、なお活性化が難しく水素吸蔵・放出速度が
遅いなどの問題点を残しいまだ完全に改善されるに至っ
ていない。そこで本発明はMg系合金に匹敵する水素吸
蔵量を有し、工業的な排熱として十分存在し得る利用温
度範囲100〜250℃で1〜10気圧の解離平衡圧を
示し、さうに活性化が容易でしかも水素吸蔵・放出速度
が極めて速い全く新規な水素吸蔵用合金を与えるもので
ある。
すなわち本発明の要旨は一般式、 TixCr2yvy (式中X,yは夫々0.8≦X≦1.4およびO〈y〈
2である。
但じyは0と2を除く)で表わされる水素吸蔵用合金に
存する。
本発明の上記チタン系合金は本発明者等が始めて開発し
た新規な合金であり、け)水素吸蔵量が非常に多くMg
系合金に匹敵する、(2)広い良好なプラト一領域を有
する、(3)活性化が容易である、(4)工業的に有利
な利用範囲、すなわち100〜250℃の温度で1〜1
0気圧の解離平衡圧を示す、(5)水素化物の生成熱が
小さい、(6)水素吸蔵・放出速度がきわめて速かであ
る、(7)組成比によって水素吸蔵・放出特性を連続的
に変化させることが可能であり、このことは使用目的に
応じて適当な組成比を選択できるなど水素吸蔵用合金と
してすぐれた特性を有している。
本発明の水素吸蔵用合金はTi,Or及びVからなる三
元系合金であり六方晶形の結晶構造を有する金属間化合
物を形成し、一般式TixCr2− YVyで表わされ
る水素吸蔵用合金である。
但し式中Xは0.8〜1.4の範囲の数であり、yは0
〜2の範囲の数でありyは0及び2を除く。ここでXが
1.4を越えると吸蔵水素の放出が困難であり高温加熱
或は真空加熱(又は若干の減圧加熱)の条件下でなけれ
ば水素の放出が行われなくなり、Xが0.8より小さい
数になると活性化が極めて困難になる。またyが0のと
きは全く特性の異なる金属水素化物になってしまい、y
が2のときは吸蔵した水素を殆んど放出しなくなり、y
がOあるいは2では水素吸蔵用合金として実用的ではな
い。本発明の水素吸蔵用合金は、Ti−Cr系合金を母
合金としてCrを第三元素のVで置換することにより、
母合金のもつ特性を大幅に改善し水素吸蔵量においてM
g系合金に匹敵する水素貯蔵用合金である。たとえば母
合金であるTiCr2は−78℃で約0.2気圧の解離
平衡圧を示し、水素吸蔵量は約2.4wt.%であるの
に比べ母合金のCrをVで置換した本発明の水素吸蔵用
合金Tit2CrO,8vl.2は150℃で約1〜2
気圧の解離平衡圧を示し、水素吸蔵量は約3.8wt,
fbと非常に多くなり、Mg系合金たとえばMg2Ni
の水素吸蔵量約3.6wt.係を越える値を示す。本発
明合金の製造は何ら制限されず公知の方法をすべて適用
できるが最も好ましいのはアーク溶解法である。
即ち、Ti,Cr及びVの各元素を秤取して混合した後
任意の形状にプレス成形し、次いでこれをアーク溶解す
ることにより容易に製造することができる。
このようにして得た水素吸蔵用合金は表面積を拡大し水
素吸蔵能力を高める為に粉末状にして使用するのがよい
。この様にして得た粉末状の水素吸蔵用合金は極めて容
易に活性化することができ、活性化後は大量の水素を比
較的低い温度及び圧力で急速に吸蔵し且つ放出する。
例えば上記合金粉末を適当な容器に充填し、減圧下30
0℃以下の温度で脱ガス処理して活性化を行った後、1
00℃以上の温度で水素を封入し例えば40kg/Ff
l頃下の水素圧を印加することにより、数分以内でほぼ
飽和状態まで水素を吸蔵させることができる。またこの
金属水素化物からの水素の放出は該水素化物を100℃
以上に加熱するかわずかに減圧し或は双方を組み合わせ
て実施することにより、数分以内で効率良く行うことが
できる。本発明の水素吸蔵用合金は概略以上の様に構成
されており、後述する実施例でも明らかにする如く水素
吸蔵材料として要求される諸性能を全て具備するもので
ある。
しかもこの合金は活性化が極めて容易であり、大量の水
素を極めてすみやかに密度高く吸蔵し得ると共に水素の
吸蔵・放出反応が可逆的に行われ吸蔵と放出を何回繰り
返しても合金自体の劣化は実質的に認められず、更には
酸素、窒素、アルゴン、炭酸ガスの様な不純ガスによる
影響が殆んどない等の諸特性を有しており、理想的な水
素吸蔵用材料と言うことができる。従って本来の水素吸
蔵用材料としての用途はもとより水素吸蔵・放出反応に
伴う反応熱を利用する他の用途に対しても卓越した効果
を発揮する。次に本発明の実施例を示す。実施例 1,
2.3 市販のTi,Crl及びVを原子数比でTi:Cr:
V= 1.2: 1.2: 0.8(実施例1)、Ti
:Cr: V=1.2: に1(実施例2)及びT言C
r: V=1.2: 0.8: 1.2(実施例3)と
なるようにそれぞれ分取しこれを高真空アーク溶融炉の
銅製るつぼ内に装入し、炉内を高純度アルゴン雰囲気と
した後、約2000℃で加熱溶解して放冷しTtl,2
Crl.2”0,8,Tt1,2CrV及びT ’ 1
.2Cr0.8”1。
2よりなる組成の合金を製造した。
この合金を1100℃で7時間熱処理を行った。得られ
た合金を100〜120メッシュに粉砕してその5.0
gをステンレス製水素吸蔵・放出容器に採取し、反応器
を排気装置に接続して減圧下の250℃で脱ガスを行っ
た。次いで器内に純度99.999%の水素を導入し水
素圧を40kg/i以下に保持すると直ちに水素の吸蔵
が起こった。水素の吸蔵が完了した後、再び排気して水
素の放出を行い活性化処理を完了した。この反応容器を
一定温度に維持した恒温槽に浸漬し、水素を導入した後
放出水素量と圧力変化を測定し第1図の解離圧一組成等
温線を得た。第1図における曲線1及び曲線2は150
℃における解離圧一組成等温線であり、曲線3は160
℃における解離圧一組成等温線である。図からわかるよ
うに本発明合金は良好なプラト一領域を示しバナジウム
の組成が大きくなるに伴い解離平衡圧は低下し、150
゜Cで10気圧以下の解離圧を示す。また、(表1)に
示すようにバナジウムの組成が0.8から1.2まで大
きくすることによって水素吸蔵量はMg系合金に匹敵、
あるいは越える3.2wt.%から3.8wt.%まで
徐々に増加する。実施例 4,5 本発明の水素吸蔵用合金、例えば TiO.lllCrl.2vO.8(実施例4)及びT
il.3Crl.2vO.s(実施例5)について(実
施例1,2.3)と同様の操作で合金の製造、活性化処
理及び水素化物の特性を測定した。
(表2)はTiO.9Crl.2vO.8及DTil.
3Crl,2vO.8の150はGにおけるそれぞれの
水素吸蔵量を示している。
(表2)からわかるようにこれらの合金も(実施例1,
2.3)に示される合金と同等の水素吸蔵能力を示し、
しかも上記の水素化物の諸特性をも兼ね備えた優れた水
素吸蔵用合金である。なお、本発明組成範囲のTi−C
r−Vの3元素合金に対して、AA,Si,Mg,Ca
,Zn,Mn,Fe,CO,Ni,Zr,Nb及びMO
のいずれか1つを第4元素として組合せてTi,Cr,
Vのうちのいずれかを1部置換するかもしくは全体に僅
量添加しても叙述と同様な発明効果が得られることを実
験によって確認した。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1,2.3における本発明合金の150
℃あるいは160℃における解離圧一組成等温線である
。 符号の説明、1・・・・・・実施例1合金の150℃に
おける解離圧一組成等温線、2・・・・・・実施例2合
金の150℃における解離圧一組成等温線、3・・・・
・・実施例3合金の160゜Cにおける解離圧一組成等
温線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 Ti_xCr_2_−_yV_y (式中、x、yは夫々0.8≦x≦1.4および0<y
    <2である。 但し、yは0及び2を除く)で表わされるチタン−クロ
    ム−バナジウム系水素吸蔵用合金。
JP57098993A 1982-06-09 1982-06-09 チタン−クロム−バナジウム系水素吸蔵用合金 Expired JPS5938293B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6132091U (ja) * 1984-07-31 1986-02-26 京王重機整備株式会社 コンテナ
JPWO2002028767A1 (ja) * 2000-10-02 2004-02-12 株式会社東北テクノアーチ 水素吸蔵合金の吸放出方法および水素吸蔵合金並びに該方法を用いた燃料電池

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6227301A (ja) * 1985-07-26 1987-02-05 Nippon Yakin Kogyo Co Ltd 水素吸蔵合金
US5261940A (en) * 1986-12-23 1993-11-16 United Technologies Corporation Beta titanium alloy metal matrix composites
JP2743123B2 (ja) * 1991-05-15 1998-04-22 株式会社日本製鋼所 水素貯蔵用材料
JP3626298B2 (ja) * 1996-10-03 2005-03-02 トヨタ自動車株式会社 水素吸蔵合金およびその製造方法
US6835490B1 (en) 1999-03-29 2004-12-28 Tohoku Techno Arch Co., Ltd. Alloy for hydrogen storage, method for absorption and release of hydrogen using the alloy, and hydrogen fuel cell using the method
US7108757B2 (en) * 2003-08-08 2006-09-19 Ovonic Hydrogen Systems Llc Hydrogen storage alloys providing for the reversible storage of hydrogen at low temperatures

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6132091U (ja) * 1984-07-31 1986-02-26 京王重機整備株式会社 コンテナ
JPWO2002028767A1 (ja) * 2000-10-02 2004-02-12 株式会社東北テクノアーチ 水素吸蔵合金の吸放出方法および水素吸蔵合金並びに該方法を用いた燃料電池
JP4716304B2 (ja) * 2000-10-02 2011-07-06 株式会社 東北テクノアーチ 水素吸蔵合金の吸放出方法および水素吸蔵合金並びに該方法を用いた燃料電池

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