JPS60234933A - 水素貯蔵用材料 - Google Patents
水素貯蔵用材料Info
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- JPS60234933A JPS60234933A JP59089071A JP8907184A JPS60234933A JP S60234933 A JPS60234933 A JP S60234933A JP 59089071 A JP59089071 A JP 59089071A JP 8907184 A JP8907184 A JP 8907184A JP S60234933 A JPS60234933 A JP S60234933A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- amount
- present
- hydrogen storage
- oxide
- Prior art date
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- Granted
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-
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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
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】
（技術分野）
本発明は水素貯蔵用材料、特に水素の吸蔵速度及び量が
大であり、しかも一度吸蔵した水素を取り出す場合、そ
の量及び速度が大である水素貯蔵用材料に係るものであ
る。
大であり、しかも一度吸蔵した水素を取り出す場合、そ
の量及び速度が大である水素貯蔵用材料に係るものであ
る。
（背景技術）
近年、水素の貯蔵や輸送に金属間化合物を利用すること
が考えられている。この様な材料の必要要件としては、
出来るだけ多くの水素を吸蔵することが出来、しかもそ
の速度が比較的速いと共に、これを取り出す際にもやは
り取り出し量が十分大であり、且その速度が速いことが
挙げられる。
が考えられている。この様な材料の必要要件としては、
出来るだけ多くの水素を吸蔵することが出来、しかもそ
の速度が比較的速いと共に、これを取り出す際にもやは
り取り出し量が十分大であり、且その速度が速いことが
挙げられる。
従来かかる材料としては例えばＦｅＴｉ 、 ＴｉＭｎ
１，５＋ＬａＮｉ５ 、 ＭｎＮｉ５等が知られている
。
１，５＋ＬａＮｉ５ 、 ＭｎＮｉ５等が知られている
。
しかしながら、ＦｅＴｉは水素に対する活性化にかなり
の困難性を伴なうと共に、吸蔵速度が遅い等の欠点があ
り、ＴｉＭｎ１−ｓは吸蔵した水素を取り出す際に発火
の危険を伴なう虞れがある。又ＬａＮｉ ５やＭｎＮｉ
５はかなり高価であり、実用上有利であるとは言い難
い。他方この様な材料に対し、例えばＦｅＴｉの場合、
Ｔ１の組成比を増加したり、Ｆｅの一部をＮｂやＭｎと
置換することにより、水素に対する活性化を改善するこ
とも提案されているが、これらは一般に水素の吸４！量
が減少したり、成畦した水素の取り出し量が減少する欠
点が新らだに生じてくる。
の困難性を伴なうと共に、吸蔵速度が遅い等の欠点があ
り、ＴｉＭｎ１−ｓは吸蔵した水素を取り出す際に発火
の危険を伴なう虞れがある。又ＬａＮｉ ５やＭｎＮｉ
５はかなり高価であり、実用上有利であるとは言い難
い。他方この様な材料に対し、例えばＦｅＴｉの場合、
Ｔ１の組成比を増加したり、Ｆｅの一部をＮｂやＭｎと
置換することにより、水素に対する活性化を改善するこ
とも提案されているが、これらは一般に水素の吸４！量
が減少したり、成畦した水素の取り出し量が減少する欠
点が新らだに生じてくる。
本発明者は、これら従来材料が有する諸欠点を排除し、
水素に対する吸脱着量が大であり、しかもこれらの速度
も十分速い材料を見出すことを目的として種々研究、検
討した結果、特定組成のＦｅＴｉに対し、成る種の希土
類の酸化物を特定量分散含有せしめることにより、前記
目的を達成し得ろことを見出した。
水素に対する吸脱着量が大であり、しかもこれらの速度
も十分速い材料を見出すことを目的として種々研究、検
討した結果、特定組成のＦｅＴｉに対し、成る種の希土
類の酸化物を特定量分散含有せしめることにより、前記
目的を達成し得ろことを見出した。
（発明の目的）
従って本発明の目的は初期活性化処理を必要とせず、水
素化反応速度が早く、しかも水素吸蔵量放出量が大なる
、安価な水素貯祇材料を提供することにある。
素化反応速度が早く、しかも水素吸蔵量放出量が大なる
、安価な水素貯祇材料を提供することにある。
（発明の構成）
本発明は、ＦｅＴｉ １．０１〜１４０中にＬａ 、
Ｏｅ 、 Ｎｄ ＩＰｒ 、 Ｓｍより選ばれた一種以
上の元素の酸化物が０．８〜１０重量％分赦している複
合体から成ることを特徴とする。
Ｏｅ 、 Ｎｄ ＩＰｒ 、 Ｓｍより選ばれた一種以
上の元素の酸化物が０．８〜１０重量％分赦している複
合体から成ることを特徴とする。
（実施例の説明）
本発明において母体となるチタン−鉄はその組成がＦｅ
Ｔｉ１．ｏｉ〜１．３０であることが必要である。Ｔ１
の組成が前記範囲より小さい場合には、水素に対する活
性が低く、水素の吸蔵に支障を来たし、逆に前記範囲を
超えろ場合には、水素の吸脱着量が低く実用的でないの
で何れも不適当である。
Ｔｉ１．ｏｉ〜１．３０であることが必要である。Ｔ１
の組成が前記範囲より小さい場合には、水素に対する活
性が低く、水素の吸蔵に支障を来たし、逆に前記範囲を
超えろ場合には、水素の吸脱着量が低く実用的でないの
で何れも不適当である。
又この母体に分散される元素の酸化物はＬａ 。
Ｇｅ 、 Ｎａ’ 、 Ｐｒ 、 Ｓｍから選ばれた酸
化物←＃≠＃＝の一種又は二種以上であり、そ の量は帆８〜１０重量％である。分散量が前記範囲に満
たない場合には本発明の所期の目的を達成し得す、逆に
前記範囲を超える場合には水素の吸ｅ量が不十分となる
ので何れも不適当である。
化物←＃≠＃＝の一種又は二種以上であり、そ の量は帆８〜１０重量％である。分散量が前記範囲に満
たない場合には本発明の所期の目的を達成し得す、逆に
前記範囲を超える場合には水素の吸ｅ量が不十分となる
ので何れも不適当である。
これら元素の酸化物は、通常各元素が採り得る最も安定
な酸化状態、即ち Ｌａ、０８． ＣｅＯ２，Ｎａ２Ｏ３゜ＰｒａＯ□□、
ＳｍＯであるのが材料としての性能の８ 安定性から好ましいが、必ずしもこれに限る訳でなく、
更に低位の原子価の酸化物或は非化学量論的な酸化状態
及びこれらの混合状態であっても差し支えない。
な酸化状態、即ち Ｌａ、０８． ＣｅＯ２，Ｎａ２Ｏ３゜ＰｒａＯ□□、
ＳｍＯであるのが材料としての性能の８ 安定性から好ましいが、必ずしもこれに限る訳でなく、
更に低位の原子価の酸化物或は非化学量論的な酸化状態
及びこれらの混合状態であっても差し支えない。
又、これら元素は何れを採用してもそれ程優劣はなく、
そのときに応じて人手し易いもの、安価なものを適宜採
用することが出来る。
そのときに応じて人手し易いもの、安価なものを適宜採
用することが出来る。
本発明材料を製造する手段としては種々の方法が採用さ
れるが、とりわけ高純度電解鉄及びスボる様用い、これ
らアルゴン等の不活性気流中においてアークｄ解せしめ
る手段は好適である。或いは又、祐土頑酸化物を直接混
合せずに、希土類純＠属を混合し酸化雰囲気で溶解する
方法とか、鉄或いはチタンの酸化物を少量混合して溶解
する方法とか、その他任、は好適な方法で製造出来る。
れるが、とりわけ高純度電解鉄及びスボる様用い、これ
らアルゴン等の不活性気流中においてアークｄ解せしめ
る手段は好適である。或いは又、祐土頑酸化物を直接混
合せずに、希土類純＠属を混合し酸化雰囲気で溶解する
方法とか、鉄或いはチタンの酸化物を少量混合して溶解
する方法とか、その他任、は好適な方法で製造出来る。
次に本発明を実施例により説明する。
実施例１
表１に夫々示した組成となる様に電解鉄（純度９９．７
％以上）、スポンジチタン（純度９９．６％以上）、Ｌ
ａ２Ｏ３（純度９９．０％以上）、Ｃｅ０２（純度９９
．０％以上）、Ｎｄ２０８（純度９９．０％以上）、Ｐ
ｒｏＯｒ□（純度９９．０％以上）、Ｓｍ ２０８（純
度９９．０％以上）及び混合希土酸化物（Ｌａ２’０３
３ ｏ 重量％。
％以上）、スポンジチタン（純度９９．６％以上）、Ｌ
ａ２Ｏ３（純度９９．０％以上）、Ｃｅ０２（純度９９
．０％以上）、Ｎｄ２０８（純度９９．０％以上）、Ｐ
ｒｏＯｒ□（純度９９．０％以上）、Ｓｍ ２０８（純
度９９．０％以上）及び混合希土酸化物（Ｌａ２’０３
３ ｏ 重量％。
Ｃｅ０ｚ ５０重量％、 Ｎｄ２０８１５重量％、 Ｐ
ｒ６０□□４重量％、 Ｓｍ２０８１重量％から成る混
合物）を夫々用い、アルゴン気流中でアーク溶解せしめ
て水素貯蔵用材料を調製した。
ｒ６０□□４重量％、 Ｓｍ２０８１重量％から成る混
合物）を夫々用い、アルゴン気流中でアーク溶解せしめ
て水素貯蔵用材料を調製した。
得られた材料は１００メツシユに粉砕し、これを４ｇと
り、ステンレス製の水素吸蔵、放出反応器に入れ、器内
を１０−２トール迄真空排気後、器内に純度９９．９９
９９％の水素を５０に＋？／ｃｘ２の圧力で導入した。
り、ステンレス製の水素吸蔵、放出反応器に入れ、器内
を１０−２トール迄真空排気後、器内に純度９９．９９
９９％の水素を５０に＋？／ｃｘ２の圧力で導入した。
かくして夫々の初期活性ｆｌｏｖｏ°Ｃにおける可逆的
水素吸蔵量（ＳＴＰ換算値）と２５°Ｃにおける５０に
＋７／ｃｍ”の水素圧力を導入して初期活性を行なった
ときの第１回目の水素化待時間は表１の通りであった。
水素吸蔵量（ＳＴＰ換算値）と２５°Ｃにおける５０に
＋７／ｃｍ”の水素圧力を導入して初期活性を行なった
ときの第１回目の水素化待時間は表１の通りであった。
その他の実施例
第１図は実施例１４（線ｌ）、四８（線２）、１司２（
線３）、ＦｅＴｉｔ、ｏ５（線４ ）、ＦｅＴｉ （線
５）の材料を夫々１００メツシユに粉砕し、２５°Ｃに
おいて５０ ｋｇ／ｃｍ”の水素圧力を与えたとき夫々
が示す初期活性時の水素の吸収量の経時変化を示すグラ
フである。尚、図中Ｈ／Ｍは水素原子の数と金属原ｒ−
の数との原子比を示す。
線３）、ＦｅＴｉｔ、ｏ５（線４ ）、ＦｅＴｉ （線
５）の材料を夫々１００メツシユに粉砕し、２５°Ｃに
おいて５０ ｋｇ／ｃｍ”の水素圧力を与えたとき夫々
が示す初期活性時の水素の吸収量の経時変化を示すグラ
フである。尚、図中Ｈ／Ｍは水素原子の数と金属原ｒ−
の数との原子比を示す。
第２図は実施１＋１１２７（線１）、同２８（線２）、
１ｐ＋２９（線ａ）、ＦａＴｉｌ、３ （線４）の材料
における第２図と同様な初期活性を示すグラフである。
１ｐ＋２９（線ａ）、ＦａＴｉｌ、３ （線４）の材料
における第２図と同様な初期活性を示すグラフである。
第２，８図から本発明による材料が十分高い初期活性を
有していることが理解される。
有していることが理解される。
第３図は実施例２の材料を１００メツシユに粉砕し、水
素の吸収、放出を数回繰り返した後における水素吸収等
温曲線（］は４０″Ｃ，Ｂは２０°Ｃ）及び水素放出等
温曲線（２は４０°Ｃ，４は２０°Ｃ）である。
素の吸収、放出を数回繰り返した後における水素吸収等
温曲線（］は４０″Ｃ，Ｂは２０°Ｃ）及び水素放出等
温曲線（２は４０°Ｃ，４は２０°Ｃ）である。
第４図は実施例２０の材料を第４図のときと同様に測定
した水素吸収等温曲線（ｌは４０°Ｃ，３は２０℃）及
び水素放出曲線（２は４０°Ｃ１４は２０’Ｃ）である
。
した水素吸収等温曲線（ｌは４０°Ｃ，３は２０℃）及
び水素放出曲線（２は４０°Ｃ１４は２０’Ｃ）である
。
これらから本発明による材料は水素の吸収、放出がかな
り低い圧力で十分蛍石なわれることが理解される。
り低い圧力で十分蛍石なわれることが理解される。
（発明の効果）
これらの結果から、本発明による材料は何れの組成にお
いても性能が高く、文例れも類似しており、最初に水素
化する際に加熱すう等の何んらの活性化処理を必要とせ
ず、水素化速度も大きく、室温で水素を液体水素と同程
度の密度で容易に貯蔵出来、又それを放出し得る利点が
ある。
いても性能が高く、文例れも類似しており、最初に水素
化する際に加熱すう等の何んらの活性化処理を必要とせ
ず、水素化速度も大きく、室温で水素を液体水素と同程
度の密度で容易に貯蔵出来、又それを放出し得る利点が
ある。
さらに、この発明の水素貯蔵用材料は、活性化が極めて
容易であること、反応速度が速いこと、粉砕が容易に出
来ること、粒度を細かくしても充分使用出来ること、従
来の第８原素添加による合金改良と異なり、この場合金
鉄チタン母合金のＰＯＴ特性などとあまり変化せずに、
活性化、反応速度などを速くすることが出来ること、及
び、希土類酸化物の種類の違いがほとんど性能に影響を
及ぼさないため、希土類の中でも安くて豊富にあろ素材
が利用出来るという種々の利点がある。
容易であること、反応速度が速いこと、粉砕が容易に出
来ること、粒度を細かくしても充分使用出来ること、従
来の第８原素添加による合金改良と異なり、この場合金
鉄チタン母合金のＰＯＴ特性などとあまり変化せずに、
活性化、反応速度などを速くすることが出来ること、及
び、希土類酸化物の種類の違いがほとんど性能に影響を
及ぼさないため、希土類の中でも安くて豊富にあろ素材
が利用出来るという種々の利点がある。
このような利点を有するだめ、この水素貯蔵用材料は、
水素の輸送、貯蔵とか、廃熱利用（ヒートポンプ、ヒー
トパイプ、可逆電池）とか、水素ガス精製とか、その他
に利用出来る。
水素の輸送、貯蔵とか、廃熱利用（ヒートポンプ、ヒー
トパイプ、可逆電池）とか、水素ガス精製とか、その他
に利用出来る。
尚、ＴｉＭｎ０．７５〜１．６ 、 Ｆｅｔ−（ｏ、ｏ
ｚ 〜（１，５） Ｌｏ、ｏｚ 〜ｏ、５Ｔｊ１．ｏ−
ｔ、ａ （但しＬはＯｒ １Ｍｎ ＋旧、 Ｃｏ ｒ
Ｃｕ ｔ Ａｌｌから選ばれた少なくとも一種）、 Ｆｅ（Ｔｉｉ−（ｏ、ｏ１〜０．５） Ｍｏ、ｏ１〜ｏ
、ｓ）ｉ、ｏ 〜１．ａ （但し、ＭはＺｒ 、 Ｈｆ
、 Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔａから選ばれた少なくとも
一種）及び （Ｆｅ１−（０，０１〜０．５） ＬＯ，０１〜０．５
） （Ｔ１１−（ｏ−ｏｉ 〜０．５）ＭＯ，Ｑｌ−０
，５）１．（１〜１．３ （但し、ＬはＣｒ 、Ｍｎ
、Ｎｉ 。
ｚ 〜（１，５） Ｌｏ、ｏｚ 〜ｏ、５Ｔｊ１．ｏ−
ｔ、ａ （但しＬはＯｒ １Ｍｎ ＋旧、 Ｃｏ ｒ
Ｃｕ ｔ Ａｌｌから選ばれた少なくとも一種）、 Ｆｅ（Ｔｉｉ−（ｏ、ｏ１〜０．５） Ｍｏ、ｏ１〜ｏ
、ｓ）ｉ、ｏ 〜１．ａ （但し、ＭはＺｒ 、 Ｈｆ
、 Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔａから選ばれた少なくとも
一種）及び （Ｆｅ１−（０，０１〜０．５） ＬＯ，０１〜０．５
） （Ｔ１１−（ｏ−ｏｉ 〜０．５）ＭＯ，Ｑｌ−０
，５）１．（１〜１．３ （但し、ＬはＣｒ 、Ｍｎ
、Ｎｉ 。
Ｇｏ 、 Ｃｕ、 、 Ａｌｌから選ばれた少なくとも
一種であり、ＭはＺｒ 、 Ｈｆ 、 Ｖ 、 ｊＪｂ
、 Ｔａから選ばれた少なくとも一陣である）に、Ｌ
ａ、 、’ Ｃｅ 、 Ｎａ 、 Ｐｒ 、 Ｓｍから
選ばれた少なくとも一種の元素の酸化物を０．８〜１０
爪量％分散せしめた材料も本発明材料と同様に優ノ１−
だ性能を示す。
一種であり、ＭはＺｒ 、 Ｈｆ 、 Ｖ 、 ｊＪｂ
、 Ｔａから選ばれた少なくとも一陣である）に、Ｌ
ａ、 、’ Ｃｅ 、 Ｎａ 、 Ｐｒ 、 Ｓｍから
選ばれた少なくとも一種の元素の酸化物を０．８〜１０
爪量％分散せしめた材料も本発明材料と同様に優ノ１−
だ性能を示す。
本発明のものと同様に
■ ＴｉＭｎｘにおいてＸはｏ、７５ないし１，６の数
であるもの。
であるもの。
■ （Ｆｅ１−ＸＬｘ）Ｔｌｙにおいて又は０．０１な
いし０．５、ｙＧま１．０な−シ１．８でありＬはＣｒ
、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｇｏ。
いし０．５、ｙＧま１．０な−シ１．８でありＬはＣｒ
、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｇｏ。
Ｃｕ 、 ＡＩＶより選ばれた一種の元素であるもの。
■ Ｆｅ（Ｔｉｔ−ｘＭｘ）ｙにお込てＸはｏ 、ｏｉ
ないし０．５、ｙは１．０ないし１．３であるものであ
って、ＭはＺｒ 、 Ｈｆ 、 Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔ
ａの中より】大ばれた一種の元素であるもの。
ないし０．５、ｙは１．０ないし１．３であるものであ
って、ＭはＺｒ 、 Ｈｆ 、 Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔ
ａの中より】大ばれた一種の元素であるもの。
■ （Ｆｅｌ−ＸＬＸ）（Ｔｌｌ−ｚＭｚ）ｙ ＶＣお
いてＸは０．０１ないし０．５．２は０．０１ないし０
．５、ｙは１．０ないし１．３であって、ＬはＣｒ 、
Ｉｎ 、 Ｎｉ 、 Ｇｏ 、 Ｃｕ 。
いてＸは０．０１ないし０．５．２は０．０１ないし０
．５、ｙは１．０ないし１．３であって、ＬはＣｒ 、
Ｉｎ 、 Ｎｉ 、 Ｇｏ 、 Ｃｕ 。
ＡＩの中より選ばれた一種の元素、ＭはＺｒ、Ｈｆ。
Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ中より選ばれた一種の元素であ
るもの。
るもの。
にＬａ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｎｄ２ｏ３．Ｐｒ６ｏ１□、
５ｍ２ｏ８より選ばれた一種以上の希土類酸化物を０．
８な？ＬＩＯｗｔ％分散させた水素貯蔵用材料もすぐれ
た性能を示した。
５ｍ２ｏ８より選ばれた一種以上の希土類酸化物を０．
８な？ＬＩＯｗｔ％分散させた水素貯蔵用材料もすぐれ
た性能を示した。
第１図及び第２図は、本発明の一例による水素貯蔵用材
料の初期活性を示すグラフであり、第３図及び第４図は
、本発明の一例による水素貯蔵用材料が示す水素の吸、
放出等温曲線を示すグラフである。 特許出願人 株式会社鈴木商館 も （謝−ｇ）
料の初期活性を示すグラフであり、第３図及び第４図は
、本発明の一例による水素貯蔵用材料が示す水素の吸、
放出等温曲線を示すグラフである。 特許出願人 株式会社鈴木商館 も （謝−ｇ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ＦｅＴｉｘ （式中Ｘは１．０１〜１．３０の数を
示す）中にＬａ 、 Ｃｅ 、 Ｎｄ 、 Ｐｒ 、
Ｓｍより選ばれた少なくとも一つの元素の酸化物が帆８
〜１０重量％分散している複合体から成る水素貯蔵用材
料。 区 分散されている元素の酸化物がＬａ２Ｏ３゜ＣｅＯ
２，Ｎｃ１２０８． Ｐｒ６０，０． Ｓｍ、０３から
選ばれた少なくとも一種を含む特許請求の範囲第１項記
載の水素貯蔵用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59089071A JPS60234933A (ja) | 1984-05-02 | 1984-05-02 | 水素貯蔵用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59089071A JPS60234933A (ja) | 1984-05-02 | 1984-05-02 | 水素貯蔵用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234933A true JPS60234933A (ja) | 1985-11-21 |
| JPS6220267B2 JPS6220267B2 (ja) | 1987-05-06 |
Family
ID=13960617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59089071A Granted JPS60234933A (ja) | 1984-05-02 | 1984-05-02 | 水素貯蔵用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60234933A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02200755A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-09 | Nippon Steel Corp | 水素吸蔵用金属材料 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0448382Y2 (ja) * | 1987-05-18 | 1992-11-13 |
-
1984
- 1984-05-02 JP JP59089071A patent/JPS60234933A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02200755A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-09 | Nippon Steel Corp | 水素吸蔵用金属材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6220267B2 (ja) | 1987-05-06 |
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