JPS60103143A - 水素貯蔵用材料 - Google Patents
水素貯蔵用材料Info
- Publication number
- JPS60103143A JPS60103143A JP58209994A JP20999483A JPS60103143A JP S60103143 A JPS60103143 A JP S60103143A JP 58209994 A JP58209994 A JP 58209994A JP 20999483 A JP20999483 A JP 20999483A JP S60103143 A JPS60103143 A JP S60103143A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- mischmetal
- pressure
- alloy
- storing
- 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.)
- Pending
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-
- 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】
本発明は所定の温度及び水素ガス圧下で多量の水素を吸
収し、しかも若干の加熱又は水素ガスの減圧或いはその
両方の操作により水素を容易に放出することのできるミ
ツシュメタル多元系水素貯蔵用材料に関する。
収し、しかも若干の加熱又は水素ガスの減圧或いはその
両方の操作により水素を容易に放出することのできるミ
ツシュメタル多元系水素貯蔵用材料に関する。
将来のクリーンエネルギーシステムにおいて水素は二次
エネルギーの中核をなすと思われるが、水素の貯蔵及び
相送形態として高圧ガス、／ｌｋｌ水体、さらに金に４
水素化物による固形化が挙げられる。このうち安全性及
び取扱い易さから金屑水素化物を利用する方法が注目さ
れている。その理由として、（１）単位体積当りの水素
貯蔵密度が高く気体水素の１０００倍以上、液体水素と
同程度である、（２）水素の貯蔵に高圧容器を必要おせ
ず従って容器の耐圧や水素脆性の点で間ｊＩ″Ｊ（はな
い、（３）金Ｆ＋４水素化物は熱力学的に安定であるた
め、液体水素のように蒸発による損失はなく長時間の貯
蔵が可能である、（４）金属水素化物の解離圧はｉｔは
一定であり、解を角温度を決めれｄニ一定圧の水素ガス
が得られる、などが挙り”られる。従って金属水素化物
の利用は水素貯蔵容器をはじめ燃料１れ池、内燃式エン
ジン用燃料ボンベはもとより、水素精製装置、冷暖房器
、コンプレッサー、冷凍器に至るまで幅広い用途が考え
られており、安全性の向上、装置の簡略化、特性の向上
などの面で従来のものに比べ多くの利点を有する。
エネルギーの中核をなすと思われるが、水素の貯蔵及び
相送形態として高圧ガス、／ｌｋｌ水体、さらに金に４
水素化物による固形化が挙げられる。このうち安全性及
び取扱い易さから金屑水素化物を利用する方法が注目さ
れている。その理由として、（１）単位体積当りの水素
貯蔵密度が高く気体水素の１０００倍以上、液体水素と
同程度である、（２）水素の貯蔵に高圧容器を必要おせ
ず従って容器の耐圧や水素脆性の点で間ｊＩ″Ｊ（はな
い、（３）金Ｆ＋４水素化物は熱力学的に安定であるた
め、液体水素のように蒸発による損失はなく長時間の貯
蔵が可能である、（４）金属水素化物の解離圧はｉｔは
一定であり、解を角温度を決めれｄニ一定圧の水素ガス
が得られる、などが挙り”られる。従って金属水素化物
の利用は水素貯蔵容器をはじめ燃料１れ池、内燃式エン
ジン用燃料ボンベはもとより、水素精製装置、冷暖房器
、コンプレッサー、冷凍器に至るまで幅広い用途が考え
られており、安全性の向上、装置の簡略化、特性の向上
などの面で従来のものに比べ多くの利点を有する。
このように水素の貯蔵及び輸送形態として金属水素化物
による水素の固形化が注目を浴びているが、水素貯蔵用
として実用化されるためには、（１）安価であること、
（２）活性化が容易であること、（３）水素吸蔵能力が
すぐれていること、（４）水素の吸収及び放出のくり返
しによる合金性能の劣化が少ないこと、（５）常温近傍
での金属水素化物の生成平衡圧や解離平衡圧が数気圧で
あること、（６）ヒステリシスが小さいこと、（７）明
瞭なプラトーを有すること、などが挙げられ、従来より
種々の水素貯蔵材料が提唱されてきた。
による水素の固形化が注目を浴びているが、水素貯蔵用
として実用化されるためには、（１）安価であること、
（２）活性化が容易であること、（３）水素吸蔵能力が
すぐれていること、（４）水素の吸収及び放出のくり返
しによる合金性能の劣化が少ないこと、（５）常温近傍
での金属水素化物の生成平衡圧や解離平衡圧が数気圧で
あること、（６）ヒステリシスが小さいこと、（７）明
瞭なプラトーを有すること、などが挙げられ、従来より
種々の水素貯蔵材料が提唱されてきた。
例えはＭｍ−Ｎｉ、 Ｌａ−Ｎｉ 、 Ｔｉ −Ｆｅ
、 Ｔｉ−Ｃｏ等の合金が開発されたが、これらはいず
れも水素貯蔵用合金として要求される前述の性能を十分
に満足しているとはいい難い。すなわち、上記合金のう
ちＭｇ 、 Ｌａ、 ’ｒｉ系合金はいずれも水素化物
の形態で熱的に非常に安定であり、水素を放出させるた
めには高温まで加熱しなければならなかったり又は水素
の吸蔵、放出に長時間を要したり、また活性化が容易と
は言えずしかも使用する金属材料として極めて高純度の
ものが要求され経済面で問題がある。
、 Ｔｉ−Ｃｏ等の合金が開発されたが、これらはいず
れも水素貯蔵用合金として要求される前述の性能を十分
に満足しているとはいい難い。すなわち、上記合金のう
ちＭｇ 、 Ｌａ、 ’ｒｉ系合金はいずれも水素化物
の形態で熱的に非常に安定であり、水素を放出させるた
めには高温まで加熱しなければならなかったり又は水素
の吸蔵、放出に長時間を要したり、また活性化が容易と
は言えずしかも使用する金属材料として極めて高純度の
ものが要求され経済面で問題がある。
そこで近年これらの問題点を解決すべく数々の開発がな
されてきたが、中でもミツシュメタル−ニッケル合金（
ＭｍＮｉｓ）のニッケルの一部をアルミニウムで１１・
【きかえた特開昭、ｔ＋−ｔ＜ｔｏｉａ号のミツシュメ
タル−ニッケルーアルミニウム合金（Ｍｍ Ｎｉ、、Ａ
４ｘ）は実用価値のある水素貯蔵合金として一応の成果
を得たものと評価できる。
されてきたが、中でもミツシュメタル−ニッケル合金（
ＭｍＮｉｓ）のニッケルの一部をアルミニウムで１１・
【きかえた特開昭、ｔ＋−ｔ＜ｔｏｉａ号のミツシュメ
タル−ニッケルーアルミニウム合金（Ｍｍ Ｎｉ、、Ａ
４ｘ）は実用価値のある水素貯蔵合金として一応の成果
を得たものと評価できる。
すなわち、ミツシュメタル−ニッケル合金（Ｍｍｌ（１
５）の問題点の１つである金属水素化物の解離平衡圧を
、ニッケルの一部をアルミニウムで置換することによっ
て下け、さらにＢ換景の増加（最大ＭｍＮｉ４ＡＪ！
）により常圧付近まで低下させることにより水素の吸−
脱蔵が容易となった。
５）の問題点の１つである金属水素化物の解離平衡圧を
、ニッケルの一部をアルミニウムで置換することによっ
て下け、さらにＢ換景の増加（最大ＭｍＮｉ４ＡＪ！
）により常圧付近まで低下させることにより水素の吸−
脱蔵が容易となった。
しかし反面、アルミニウムの置換几が増大するにつれ水
素吸−説賎能力が低下すること、またプラト一部の平坦
性が次第に失われることなど実用化のための新たな問題
が生じる。さらにミツシュメタル−ニッケル系合金の水
素吸−脱蔵時の大きなヒステリシス差がアルミニウム置
換により改善できない。これはプラト一部の平坦性と併
せて、単に水素を貯蔵することのみならず例えばヒート
ポンプ管熱機関の実用Ｕ、νにおりる最大の問題点とな
る。
素吸−説賎能力が低下すること、またプラト一部の平坦
性が次第に失われることなど実用化のための新たな問題
が生じる。さらにミツシュメタル−ニッケル系合金の水
素吸−脱蔵時の大きなヒステリシス差がアルミニウム置
換により改善できない。これはプラト一部の平坦性と併
せて、単に水素を貯蔵することのみならず例えばヒート
ポンプ管熱機関の実用Ｕ、νにおりる最大の問題点とな
る。
本発明の目的は前述した如く、ミツシュメタル−ニッケ
ルーアルミニウム合金（ＭｍＮｉ、ｘｌ！ｘ）の有する
問題点を解決し、実用価値の高い水ズζ貯蔵用合金を提
供することにある。すなわち、水素貯蔵能力を向上せし
め、プラト一部の平ｉ１１ＥＬ 猫を維持し、かつ水素吸−脱蔵時に存在するヒステリシ
スを著しく改善しつつ金属水素化物の解離平衡圧を室温
付近で常圧程度まで低下さぜることを目的とする。
ルーアルミニウム合金（ＭｍＮｉ、ｘｌ！ｘ）の有する
問題点を解決し、実用価値の高い水ズζ貯蔵用合金を提
供することにある。すなわち、水素貯蔵能力を向上せし
め、プラト一部の平ｉ１１ＥＬ 猫を維持し、かつ水素吸−脱蔵時に存在するヒステリシ
スを著しく改善しつつ金属水素化物の解離平衡圧を室温
付近で常圧程度まで低下さぜることを目的とする。
そこで本発明者らは、これらの問題点を解決すべく数々
の研究を重ねた結果、ミツシュメタルの一部をさらにカ
ルシウムで置換したミツシュメタル−カルシウム−ニッ
ケルーアルミニウム合金が前記した欠点を著しく改善し
、実用価値の高い水素貯蔵用合金であるこ、＋−ｔ−ｐ
出り水元り１］を完成したものである。
の研究を重ねた結果、ミツシュメタルの一部をさらにカ
ルシウムで置換したミツシュメタル−カルシウム−ニッ
ケルーアルミニウム合金が前記した欠点を著しく改善し
、実用価値の高い水素貯蔵用合金であるこ、＋−ｔ−ｐ
出り水元り１］を完成したものである。
すなわち本発明は、水素と反応して金属水素化物を形成
する水；（・−貯蔵用材料において、該水；、：、：貯
ｈ：、５用材別が一般式 ％式％（１） （ただしＭｍはミツシュメタルを表わし、才たθ、／≦
Ｘ≦Ｑ、グ、０．／≦ｙ≦Ｏ０乙の範囲である）で表わ
される組成を有することを特徴とするミツシュメタル多
元系合金水素貯蔵用材料に存する。
する水；（・−貯蔵用材料において、該水；、：、：貯
ｈ：、５用材別が一般式 ％式％（１） （ただしＭｍはミツシュメタルを表わし、才たθ、／≦
Ｘ≦Ｑ、グ、０．／≦ｙ≦Ｏ０乙の範囲である）で表わ
される組成を有することを特徴とするミツシュメタル多
元系合金水素貯蔵用材料に存する。
（１）式中ｙの値の増加に伴い解離平衡圧が次第に低下
すること（、Ｊ前スボと同様であるが、特にｙ〉０．６
においてプラト一部の平坦性は著しく失イつれ、かつ水
素吸蔵１」は著しく低下することを」１１．出した。し
またがってこれらの性能をできる限り低下さぜずｌこ力
γｈ１゛［平衡圧を低下させる目的で、改善効果の著し
いアルミニウム添加量としてＯ０／≦ｙ≦θ、／−（好
すし２くは０６り≦ｙ≦０．６）の範囲とした。しかし
最大ｙ ＝ ｏ、ｔ、のアルミニウムを置換しても室温
での解離平衡圧はグ〜を気圧であり依然として実用的な
圧力としては名士高い。
すること（、Ｊ前スボと同様であるが、特にｙ〉０．６
においてプラト一部の平坦性は著しく失イつれ、かつ水
素吸蔵１」は著しく低下することを」１１．出した。し
またがってこれらの性能をできる限り低下さぜずｌこ力
γｈ１゛［平衡圧を低下させる目的で、改善効果の著し
いアルミニウム添加量としてＯ０／≦ｙ≦θ、／−（好
すし２くは０６り≦ｙ≦０．６）の範囲とした。しかし
最大ｙ ＝ ｏ、ｔ、のアルミニウムを置換しても室温
での解離平衡圧はグ〜を気圧であり依然として実用的な
圧力としては名士高い。
そこで（１）式中Ｘで示されるようにミツシュメタルの
一部をカルシウムで置換した。すなわち、０、／≦Ｘ≦
０゜グの範囲ではＸの増加に伴い水素膜ｘｉは次第に増
加し、かっブラ）一部の平坦性をほとんど維持しつつ解
離平合圧を低下し７、さらにヒステリシスが小さくなる
傾向を示すが、解ｈＩＦ平衡圧低下の効果はＡノはど顕
著ではない。
一部をカルシウムで置換した。すなわち、０、／≦Ｘ≦
０゜グの範囲ではＸの増加に伴い水素膜ｘｉは次第に増
加し、かっブラ）一部の平坦性をほとんど維持しつつ解
離平合圧を低下し７、さらにヒステリシスが小さくなる
傾向を示すが、解ｈＩＦ平衡圧低下の効果はＡノはど顕
著ではない。
また０、ｅ＜Ｘ＜００ｇの＠四では、Ｘの増加に伴い解
離平衡圧は低下するものの逆に水素ｒｌ！／、蔵）！’
＋は低下し、さらにプラト一部は著しく傾斜する傾向を
示す。したがって（１）式中のｙの値との相乗効果を併
せて考慮して、カルシウム添加ｈ（ｘは改善効果が最も
著しいＯ，ｌ≦Ｘ≦θ、り（好ま（−りはθ、コ≦Ｘ≦
θ、３）の範囲とした。
離平衡圧は低下するものの逆に水素ｒｌ！／、蔵）！’
＋は低下し、さらにプラト一部は著しく傾斜する傾向を
示す。したがって（１）式中のｙの値との相乗効果を併
せて考慮して、カルシウム添加ｈ（ｘは改善効果が最も
著しいＯ，ｌ≦Ｘ≦θ、り（好ま（−りはθ、コ≦Ｘ≦
θ、３）の範囲とした。
なお、本発明で使用したミツシュメツＡ・の組成はＯｅ
約！ｒｏ％、Ｌａ約３０％、Ｎｄ約／！ｒ％、残部その
他の希土類元素及び不純物元素（Ｆ００ＪＡ％、その他
）からなる（三徳金ハ社製）。
約！ｒｏ％、Ｌａ約３０％、Ｎｄ約／！ｒ％、残部その
他の希土類元素及び不純物元素（Ｆ００ＪＡ％、その他
）からなる（三徳金ハ社製）。
以下実施例に基づき本発明を具体的に説明す実施例
式Ｍｒｎ、−０Ｃ＋ＶＸＮ ｉ、、、−、Ａ ｊ！ｙ
（０，／≦Ｘ≦０．’ｌ 、 ０．／≦ｙ≦０．６）の
組成で示される本発明による合金（木兄り１４材）及Ｑ
： Ｍｕｌ Ｎ １．とＭｍＮｉ５−ｘＣａｘで表わさ
れる公知の合金（比較材）を、それぞれＡｒガス雰囲気
中でアーク溶解にて溶刺し、大気中で５θ〜１００ メ
ツシュに粉砕した。各合金を高圧水素ノｊス雰囲気中で
温度、圧力制御可能な自動熱入℃ト装置にセツトシ、室
温にて排気後、純度！／？、？？９ｑ？％の水素を導入
し、水素化反応に伴・）合金ｇ’ｊ 、Ｉ’Ｂ、ｉ、の
変化により合金に吸蔵又は合金か１−ン脱蔵した水素Ｎ
ｉをめた。表に本発明材及び比較材の７０℃における水
素吸−脱蔵特性を示／−’＝−’ ” 、Ｉ（より木兄ＩＪＩ １１４４比較材工、Ｊ、及びＫ
に比べ多ｒ・１の水素を吸蔵することができ、しかも解
離平衡圧は低く、さらに水素吸−脱蔵時のヒステリシス
差は小さい。すなわち本発明材は水素貯蔵用材料として
非常に優れていることがわかる。
（０，／≦Ｘ≦０．’ｌ 、 ０．／≦ｙ≦０．６）の
組成で示される本発明による合金（木兄り１４材）及Ｑ
： Ｍｕｌ Ｎ １．とＭｍＮｉ５−ｘＣａｘで表わさ
れる公知の合金（比較材）を、それぞれＡｒガス雰囲気
中でアーク溶解にて溶刺し、大気中で５θ〜１００ メ
ツシュに粉砕した。各合金を高圧水素ノｊス雰囲気中で
温度、圧力制御可能な自動熱入℃ト装置にセツトシ、室
温にて排気後、純度！／？、？？９ｑ？％の水素を導入
し、水素化反応に伴・）合金ｇ’ｊ 、Ｉ’Ｂ、ｉ、の
変化により合金に吸蔵又は合金か１−ン脱蔵した水素Ｎ
ｉをめた。表に本発明材及び比較材の７０℃における水
素吸−脱蔵特性を示／−’＝−’ ” 、Ｉ（より木兄ＩＪＩ １１４４比較材工、Ｊ、及びＫ
に比べ多ｒ・１の水素を吸蔵することができ、しかも解
離平衡圧は低く、さらに水素吸−脱蔵時のヒステリシス
差は小さい。すなわち本発明材は水素貯蔵用材料として
非常に優れていることがわかる。
次に、図にはＮ’（離平衡圧が同等である本発明材１゛
及び比較羽にのダＯ℃におけるＰＣＴ曲綜（吸−脱蔵平
衡圧曲線）を示す。図より本発明材は比較材に比ベブラ
ト一部が長くかつ平坦であることがイつかる。
及び比較羽にのダＯ℃におけるＰＣＴ曲綜（吸−脱蔵平
衡圧曲線）を示す。図より本発明材は比較材に比ベブラ
ト一部が長くかつ平坦であることがイつかる。
このように本発明による水素貯蔵用材料は解離平衡圧が
低下し水素吸蔵量が増大し、さらにヒステリシスは小さ
くなりプラト一部は長く平坦であるので、水素貯蔵用材
料として優れた効果を有する。
低下し水素吸蔵量が増大し、さらにヒステリシスは小さ
くなりプラト一部は長く平坦であるので、水素貯蔵用材
料として優れた効果を有する。
図は木兄切羽Ｆ及び比較材にの弘θ℃におけるＰＣＴＩ
Ｉｉｌ線を示す図である。
Ｉｉｌ線を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 水素と反応して金属水素化物を形成する水素貯蔵用材料
において、該水素貯蔵用材料が一般式 ％式％ （ただしＭｍ はミツシュメタルを表わし、また０、／
≦Ｘ≦０．ｌＩ、０．／≦ｙ≦ｏ、ＡのＱ囲である）で
表わされる組成を有することを％徴とするミツシュメタ
ル多元系合金水素貯蔵用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209994A JPS60103143A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 水素貯蔵用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209994A JPS60103143A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 水素貯蔵用材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103143A true JPS60103143A (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=16582095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58209994A Pending JPS60103143A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 水素貯蔵用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60103143A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135540A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素化しうる合金 |
| JPH0582317U (ja) * | 1991-10-21 | 1993-11-09 | 隆利 北井 | 食 器 |
| EP0790323A1 (en) * | 1995-08-31 | 1997-08-20 | Santoku Metal Industry Co., Ltd. | Rare earth metal/nickel-base hydrogen absorbing alloy, process for preparing the same, and negative electrode for nickel-hydrogen secondary battery |
| CN115948678A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-04-11 | 包头稀土研究院 | AB5型储氢合金及制备方法以及Ce和Al的用途 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56169746A (en) * | 1980-06-03 | 1981-12-26 | Agency Of Ind Science & Technol | Mischmetal-calcium base alloy for hydorogen occllision |
-
1983
- 1983-11-10 JP JP58209994A patent/JPS60103143A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56169746A (en) * | 1980-06-03 | 1981-12-26 | Agency Of Ind Science & Technol | Mischmetal-calcium base alloy for hydorogen occllision |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135540A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素化しうる合金 |
| JPH0582317U (ja) * | 1991-10-21 | 1993-11-09 | 隆利 北井 | 食 器 |
| EP0790323A1 (en) * | 1995-08-31 | 1997-08-20 | Santoku Metal Industry Co., Ltd. | Rare earth metal/nickel-base hydrogen absorbing alloy, process for preparing the same, and negative electrode for nickel-hydrogen secondary battery |
| EP0790323A4 (en) * | 1995-08-31 | 1998-10-14 | Santoku Metal Ind | HYDROGEN-ABSORBING METAL-BASED RARE EARTH / NICKEL ALLOY, ITS MANUFACTURING METHOD AND NEGATIVE ELECTRODE FOR NICKEL / HYDROGEN SECONDARY BATTERY. |
| CN115948678A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-04-11 | 包头稀土研究院 | AB5型储氢合金及制备方法以及Ce和Al的用途 |
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