JPS6230121B2 - - Google Patents

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JPS6230121B2
JPS6230121B2 JP56101963A JP10196381A JPS6230121B2 JP S6230121 B2 JPS6230121 B2 JP S6230121B2 JP 56101963 A JP56101963 A JP 56101963A JP 10196381 A JP10196381 A JP 10196381A JP S6230121 B2 JPS6230121 B2 JP S6230121B2
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JP
Japan
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metal
metal hydride
molded body
hydrogen
hydride reactor
Prior art date
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Expired
Application number
JP56101963A
Other languages
English (en)
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JPS582201A (ja
Inventor
Michoshi Nishizaki
Minoru Myamoto
Kazuaki Myamoto
Takeshi Yoshida
Katsuhiko Yamaji
Yasushi Nakada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication of JPS582201A publication Critical patent/JPS582201A/ja
Publication of JPS6230121B2 publication Critical patent/JPS6230121B2/ja
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    • 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
    • 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
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属水素化物が充填され、水素の吸蔵
放出反応を行なわせる金属水素化物反応器の製造
方法に関する。この明細書では水素を吸蔵し水素
化物となつた金属、及び水素活性になされ、水素
が放出されて金属単体状態となつている金属を総
称して金属水素化物と称する。
多くの金属、合金が水素を可逆的に吸蔵、放出
することが知られている。水素が最大限に吸蔵さ
れた時の金属水素化物中の水素の密度は液体水素
のそれに匹敵し、金属水素化物が水素ガスを1モ
ル吸蔵する時に放出される反応熱は5〜50Kcal
である。
これらの金属水素化物の特性を利用して、金属
水素化物を充填した金属水素化物反応器は、水素
貯蔵装置、熱交換装置、熱輸送装置、冷暖房給湯
装置、廃熱回収装置、熱−機械(電気)エネルギ
ー変換装置等に利用される。
金属水素化物反応器の効率は、金属水素化物自
体の特性と共に、反応器への金属水素化物の充填
率と、金属水素化物への水素の拡散と熱伝導の良
悪によつて決定される。金属水素化物反応器への
金属水素化物の充填は、金属水素化物を50メツシ
ユ程度に粗粉砕したものを反応器に投入すること
で行なつていたが、その充填率は約40%が限度で
あつて、それ以上は圧入しても入らないのであ
り、圧入して金属水素化物が局部的に偏在する
と、金属水素化物が水素を吸蔵した時に生じる体
積膨張により金属水素化物反応器が破壊された
り、変形することがあつた。本発明は上記従来の
欠点を解消し、従来以上の充填率の金属水素化物
反応器を容易に製造できる金属水素化物反応器の
製造方法を提供するものである。
本発明方法においては、先ず金属水素化物反応
器の内部形状に略沿う形状の金属成形体を成形す
る。金属成形体を構成する金属は、金属水素化物
として使用される公知金属であり、例えばV、
Nb、Pd、Mg、LaNi5、MmNi5、MmCo5
NdCo5、FeTi、VNb、Mg2Cu等が上げられる。
係る金属を、特定の割合になるように秤量して、
溶融炉内で高真空あるいはアルゴン等の不活性ガ
ス雰囲気にして、金属を溶融し冷却型内に流し込
み放冷後空気雰囲気下で金属成形体を取出す。冷
却型が金属水素化物反応器の内部形状に沿う形状
になされることにより、溶融冷却された金属成形
体はそのまゝ金属水素化物反応器に充填しうる。
尚、溶融冷却した金属成形体を、切削等加工して
金属水素化物反応器の内部形状に沿う形状に成形
することも適宜実施できる。かくして、金属水素
化物を形成すべき溶融した金属を金属水素化物反
応器の内部形状に略沿う形状に金属成形体を成形
し、該金属成形体を金属水素化物反応器に充填す
ることにより、金属水素化物反応器の金属成形体
の充填率は、略100%にすることも可能である。
しかしながら、金属成形体が水素活性になつて、
自己崩壊し微粉化し、水素吸蔵に伴つて体積膨張
するので、金属成形体の金属水素化物反応器への
充填率は略80%が限度となる。
金属水素化物反応器は水素脆性のないような金
属、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、銅、黄
銅などで、10〜50Kg/cm2の圧力に耐えうるように
形成される。
金属成形体を金属水素化物反応器に充填した
後、金属水素化物反応器の開口部を閉塞して、
10-3mmHg迄脱気し、次いで金属水素化物反応器
内に水素ガスを10〜50Kg/cm2の圧力で導入する。
数時間以上放置すると、金属水素化物反応器内で
水素の吸蔵が認められる。次いで、再度金属水素
化物反応器から脱気して、金属成形体の表面で水
素と置換したガスを排気する。金属水素化物反応
器に水素ガスを再度10〜50Kg/cm2の圧力で導入
し、数時間以上放置すると金属成形体が水素活性
化して水素の吸蔵が略完了する。金属成形体は水
素活性化すると、自己崩壊して粉粒体となり、水
素を可逆的に吸蔵放出する金属水素化物になる。
金属水素化物が水素吸蔵放出に対して安定な挙
動を示すには、尚数回金属水素化物反応器の脱気
と水素加圧を行なう。
金属成形体を金属水素化物反応器に充填するに
際し、該金属成形体の表面に切欠きを設けること
により、金属成形体の水素活性化に要する時間を
短縮することができる。金属成形体表面への切欠
きは線状の切込みを入れたり、やすり等で表面を
薄く剥脱するとかして、金属成形体の一部を切欠
きして金属の空気に晒されていない面を露出させ
ることでなされる。金属成形体の表面に切欠きを
設けることにより、金属成形体の水素活性に要す
る時間は略半減される。
金属成形体に長孔を設け、該長孔にアルミニウ
ム、銅等の水素脆性のない熱良導体を挿入して該
金属成形体を金属水素化物反応器に充填し、上記
方法と同様に金属成形体の水素活性化を行なうこ
とにより、水素活性化後粉粒体となつた金属水素
化物層の中に熱良導体を位置させることができ、
粉粒体となつて熱伝導度の低下した金属水素化物
層の熱伝導を改善することができる。更に、金属
水素化物反応器の内部形状に略沿う形状に成形し
た金属成形体に長孔を設けて、該長孔に多孔質管
を挿入して、該金属成形体を金属水素化物反応器
に充填し、上記方法と同様に金属成形体の水素活
性化を行なうことにより、水素活性化された金属
水素化物の中に水素流通路となる多孔質管を位置
させることができる。多孔質管は水素ガスを管内
外に自由に流通し、微粉化された金属水素化物を
透過しないものであり、過能力は2〜10μのも
のを透過しないものである。該多孔質管はアルミ
ニウム、ステンレス鋼等の焼結体、フツ素樹脂の
焼結体あるいは延伸成形体により、形成されてい
る。
金属水素化物層の中に多孔質管が位置すること
により、金属水素化物反応器の隅々迄水素ガスが
拡散し、金属水素化物の水素吸蔵放出反応が速や
かに進行し、金属水素化物反応器の効率が向上す
る。
以下2、3の実施例を示す。
実施例 1 LaNi5の組成になるようにランタンとニツケル
を秤量し、混合してアルゴン雰囲気下の溶解炉で
溶解し、内径0.8cm、長さ15cmの鉄製の冷却型に
流し込んで冷却した。冷却後、空気中に脱型した
金属成形体1を、第1図に示すように、内径1.0
cm、長さ15cmの管状のステンレス製金属水素化物
反応器2に、充填率60%になるように充填した。
3は金属水素化物を透過しないフイルターであ
り、4は水素導入口である。金属水素化物反応器
2より真空ポンプで10-3mmHgの真空迄脱気し、
水素圧が15Kg/cm2なるよう水素ガスを導入した。
約20時間後金属成形体1の水素吸蔵が確認され、
再び真空ポンプで10-3mmHgに脱気して、水素ガ
スを導入し、15Kg/cm2の水素ガス圧で約24時間室
温に保つことにより、金属成形体1は水素活性し
て、水素吸蔵を完了していることが確認された。
金属成形体1は自己崩壊して粉粒体の金属水素化
物となり、充填率60%の金属水素化物反応器2と
して使用可能になつた。
実施例 2 実施例1において冷却脱型した金属成形体1の
表面に、ダイヤモンドカツターで巾1mmの浅溝を
数条付けて、金属成形体1表面に新しい面を露出
させた。この金属成形体1を第1図の金属水素化
物反応器2に充填し、実施例1と同様に水素活性
化したが、水素活性化は実施例1の約半分の時間
でなし得た。
実施例 3 MmNi4.5Al0.5の組成になるようにミツシユメタ
ル、ニツケル、アルミニウムを秤量し、実施例1
と同様にして金属成形体1を作成し、金属成形体
1の略中央に直径1mmの貫通長孔を設け、直径
0.8mmの銅線を挿入し、この金属成形体1を実施
例1と同様の金属水素化物反応器2に充填率約40
%になるように充填した。
以下、実施例1と同様にして金属成形体1を水
素活性化せしめ、金属水素化物の充填率約40%
で、金属水素化物層中に熱良導体の銅線が位置す
る金属水素化物反応器2が得られた。
実施例 4 実施例3と同様にしてMmNi4.5Al0.5の組成の金
属成形体1を作成し、金属成形体1の略中央に直
径2mmの貫通長孔を設け、外径1.6mmの4弗化エ
チレン樹脂製の過能力2μの多孔質管を挿入
し、この金属成形体1を実施例1と同様の金属水
素化物反応器2に充填率約40%になるように充填
した。
以下実施例1と同様にして、金属成形体1を水
素活性化せしめ、金属水素化物の充填率約40%
で、金属水素化物層中に水素ガスを自由に流通す
る多孔質管が位置する金属水素化物反応器2が得
られた。
実施例 5 実施例1と同様のLaNi5の組成の金属を溶解
し、内径0.8cm、長さ15cmで内方に突出される突
条を有する冷却型に流し込んで冷却した。冷却、
空気中で脱型した金属成形体を巾1cmにダイヤモ
ンドカツターで切断し、金属成形体片5を得た。
この金属成形体片5を巾1cm毎にフイレ7,7が
設けられた銅棒6に嵌込み、第2図に示すように
実施例1と同様の金属水素化物反応器2に充填率
40%になるように充填した。
以下、実施例1と同様にして、金属成形体片5
を水素活性化せしめ、金属水素化物の充填率約40
%で、金属水素化物層中にフイン7,7を有する
熱良導体の銅棒6が位置する金属水素化物反応器
2が得られた。
実施例 6 実施例1と同様のLaNi5の組成の金属を溶解
し、縦横0.8cmで長さ15cmの角柱状の冷却型に流
し込んで冷却し、空気中で脱型して金属成形体8
を得た。この金属成形体8を第3図に示すように
縦1cm、横5cm、奥行15cmで、横巾1cm毎に仕切
板9,9が設けられた金属水素化物反応器10に
充填率約60%になるように充填した。3はフイル
ター、4は水素導入口である。
以下実施例1と同様にして、金属成形体8を水
素活性化せしめ、金属水素化物の充填率約60%
の、直方体状の金属水素化物反応器10を得た。
本発明方法は上記の通りの構成になされている
から、金属の粗粉砕を経ることがなく工程が簡略
化されると共に、金属水素化物反応器への金属水
素化物の充填率が大巾に向上しうるのであり、金
属水素化物の充填の度合も略均一になされる利点
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法実施例1〜4を説明する金
属水素化物反応器の縦断面図、第2図は本発明方
法実施例5を説明する金属水素化物反応器を示す
斜視図、第3図は本発明方法実施例6を説明する
金属水素化物反応器を示す一部切欠斜視図。 1……金属成形体、2……金属水素化物反応
器、3……フイルター、4……水素導入口、5…
…金属成形体片、6……銅棒、7……フイン、8
……金属成形体、9……仕切板、10……金属水
素化物反応器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属水素化物を形成すべき溶融した金属を金
    属水素化物反応器の内部形状に略沿う形状の金属
    成形体に成形し、該金属成形体を金属水素化物反
    応器に充填し、金属水素化物反応器に水素ガスを
    導入して金属成形体を水素活性化して金属水素化
    物にすることを特徴とする金属水素化物反応器の
    製造方法。 2 金属成形体を金属水素化物反応器に充填する
    に際し、該金属成形体の表面に切欠きを設けるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の金属
    水素化物反応器の製造方法。 3 金属水素化物を形成すべき溶融した金属を金
    属水素化物反応器の内部形状に略沿う形状の金属
    成形体に成形し、該金属成形体に長孔を設けて、
    該長孔に熱良導体を挿入し、該金属成形体を金属
    水素化物反応器に充填し、金属水素化物反応器に
    水素ガスを導入して金属成形体を水素活性化して
    金属水素物にすることを特徴とする金属水素化物
    反応器の製造方法。 4 金属水素化物を形成すべき溶融した金属を金
    属水素化物反応器の内部形状に略沿う形状の金属
    成形体に成形し、該金属成形体に長孔を設けて、
    該長孔に多孔質管を挿入し、該金属成形体を金属
    水素化物反応器に充填し、金属水素化物反応器に
    水素ガスを導入して金属成形体を水素活性化して
    金属水素化物にすることを特徴とする金属水素化
    物反応器の製造方法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61153097A (ja) * 1984-12-25 1986-07-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素貯蔵容器
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JPS5582899A (en) * 1978-12-19 1980-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hydrogen storage apparatus

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