JPS6318037A - 水素の吸蔵用材料 - Google Patents
水素の吸蔵用材料Info
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- JPS6318037A JPS6318037A JP16073886A JP16073886A JPS6318037A JP S6318037 A JPS6318037 A JP S6318037A JP 16073886 A JP16073886 A JP 16073886A JP 16073886 A JP16073886 A JP 16073886A JP S6318037 A JPS6318037 A JP S6318037A
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- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
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- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract 3
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- 239000011232 storage material Substances 0.000 claims description 6
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、水素を高密度に吸蔵し、また安定して放出し
うるＦｅ−Ｔｉ−Ｚｒ−ミツシュメタル系の水素吸蔵用
材料に関するものである。近年水素をある種の金属や合
金に吸蔵させて金属水素化物として貯蔵、輸送を行い、
又水素を分離して使用することが注目されているが、本
発明はこの水素吸蔵用材料に関する。
うるＦｅ−Ｔｉ−Ｚｒ−ミツシュメタル系の水素吸蔵用
材料に関するものである。近年水素をある種の金属や合
金に吸蔵させて金属水素化物として貯蔵、輸送を行い、
又水素を分離して使用することが注目されているが、本
発明はこの水素吸蔵用材料に関する。
［従来の技術］
代表的な水素吸蔵合金としては、Ｆ ｅ−Ｔ ｉ二元系
合金がある。この合金は吸蔵力が大きく又水素を取出し
使用するのに適しているが、活性化させにくいという欠
点がある。活性化とは、水素吸蔵合金に水素の吸蔵・放
出を定常的に行わせるために行う前処理をいうが、Ｆ
ｅ−Ｔ ｉ二元系合金の活性化処理は、高温・減圧下に
保持する処理と高圧水素に保持する処理を繰返して長期
間にわたり行うものであり、実用上非常に不都合であっ
た。この活性化が容易に行えるように、Ｆｅの一部をＮ
ｂ。
合金がある。この合金は吸蔵力が大きく又水素を取出し
使用するのに適しているが、活性化させにくいという欠
点がある。活性化とは、水素吸蔵合金に水素の吸蔵・放
出を定常的に行わせるために行う前処理をいうが、Ｆ
ｅ−Ｔ ｉ二元系合金の活性化処理は、高温・減圧下に
保持する処理と高圧水素に保持する処理を繰返して長期
間にわたり行うものであり、実用上非常に不都合であっ
た。この活性化が容易に行えるように、Ｆｅの一部をＮ
ｂ。
Ｍ ｎ 、又はＴｉ等で置換する方法がある。しかしこ
れらの方法では合金の活性化特性は改善されても、水素
解離平衡圧が一定とならなくなったり（所謂プラトー性
が悪くなったり）、水素吸蔵量が低下したり、又Ｔｉを
使用する方法では合金の原料コストが大幅に上昇するこ
ととなる。特開昭５９−２１９４４９号公報は本発明者
等が行ったものであり、ミツシュメタルを用いて合金の
活性化特性を改善する方法である。尚本発明でミツシュ
メタルとは、原子番号５７〜７１番の元素の混合物をい
い、以下Ｍｍと略記する。特開昭５９−２１９４４９号
公報は即ち、ＴｉをＦｅに対して原子比で０．９０−１
．０５．Ｍ＋ｍをＦｅに対して原子比で０゜０５〜０．
１含有させた合金であり、容易に活性化する特徴を有し
ている。この合金でＭｍの含有量は、多い方が活性化の
ためには好ましいが、しかしＭｍを多く含有させると合
金の溶製に困難を伴う。例えばＭｍを０．１含有する合
金は、活性化特性を改善するには極めて好ましいが、Ｍ
ｍを０゜１も含有させると溶湯が極めて語調となるため
、２５００℃以七の高温で溶製を行うこととなる。
れらの方法では合金の活性化特性は改善されても、水素
解離平衡圧が一定とならなくなったり（所謂プラトー性
が悪くなったり）、水素吸蔵量が低下したり、又Ｔｉを
使用する方法では合金の原料コストが大幅に上昇するこ
ととなる。特開昭５９−２１９４４９号公報は本発明者
等が行ったものであり、ミツシュメタルを用いて合金の
活性化特性を改善する方法である。尚本発明でミツシュ
メタルとは、原子番号５７〜７１番の元素の混合物をい
い、以下Ｍｍと略記する。特開昭５９−２１９４４９号
公報は即ち、ＴｉをＦｅに対して原子比で０．９０−１
．０５．Ｍ＋ｍをＦｅに対して原子比で０゜０５〜０．
１含有させた合金であり、容易に活性化する特徴を有し
ている。この合金でＭｍの含有量は、多い方が活性化の
ためには好ましいが、しかしＭｍを多く含有させると合
金の溶製に困難を伴う。例えばＭｍを０．１含有する合
金は、活性化特性を改善するには極めて好ましいが、Ｍ
ｍを０゜１も含有させると溶湯が極めて語調となるため
、２５００℃以七の高温で溶製を行うこととなる。
［発明が解決しようとする問題点］
従って特開昭５９−２１９４４９号公報でＭｍを０．１
含有させて活性化の改善面で顕著な効果を挙げるには、
例えばプラズマアーク炉等の高温溶製に適した特殊な溶
製設備が必要となるが、これは一般的な量産設備ではな
い。本発明は、１６００℃位で操業する通常の高周波誘
導溶解設備でも溶製が可能であり、活性化の改善面で顕
著な効果があり、且つ水素の吸蔵・放出特性に優れた水
素吸蔵用材料の製造を目的としている。
含有させて活性化の改善面で顕著な効果を挙げるには、
例えばプラズマアーク炉等の高温溶製に適した特殊な溶
製設備が必要となるが、これは一般的な量産設備ではな
い。本発明は、１６００℃位で操業する通常の高周波誘
導溶解設備でも溶製が可能であり、活性化の改善面で顕
著な効果があり、且つ水素の吸蔵・放出特性に優れた水
素吸蔵用材料の製造を目的としている。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、ＴｉをＦｅに対して原子比で０．９〜１．１
０．ＺｒをＦｅに対して原子比でｏ、０１〜ｏ。
０．ＺｒをＦｅに対して原子比でｏ、０１〜ｏ。
１０、ＭＩＩＩヲＦｅニ対シテ原子比で０．０１−０．
０５含有させたことを特徴とする水素の吸蔵用材料であ
る。
０５含有させたことを特徴とする水素の吸蔵用材料であ
る。
［作用］
本発明者等は、アルゴン雰囲気の真空高周波誘導溶解炉
を用い、溶湯温度を１６００℃として、ＴｉがＦｅに対
して原子比で０．９−１．１０．ＭｍがＦｅに対して原
子比で０．０１〜０．１０となるように、電解鉄、スポ
ンジチタン、Ｍｍを配合し溶製試験を行って来たが、そ
の結果下記の知見を得るに至った。即ちＭｍの配合量が
多くなると、溶湯は出湯に際してＭｍｌＪツチな相とＦ
ｅ−Ｔｉ−Ｍｍ相の２相に分かれる。又Ｆｅ−Ｔｉ−Ｍ
ｍ相を分析した結果そのＭｍの含有量は目標に比べて極
めて低い。
を用い、溶湯温度を１６００℃として、ＴｉがＦｅに対
して原子比で０．９−１．１０．ＭｍがＦｅに対して原
子比で０．０１〜０．１０となるように、電解鉄、スポ
ンジチタン、Ｍｍを配合し溶製試験を行って来たが、そ
の結果下記の知見を得るに至った。即ちＭｍの配合量が
多くなると、溶湯は出湯に際してＭｍｌＪツチな相とＦ
ｅ−Ｔｉ−Ｍｍ相の２相に分かれる。又Ｆｅ−Ｔｉ−Ｍ
ｍ相を分析した結果そのＭｍの含有量は目標に比べて極
めて低い。
従って高周波誘導溶解炉ではＭｍをＦｅに対して原子比
で０．０５超に含有させるには困難を伴う。
で０．０５超に含有させるには困難を伴う。
本発明で合金中のＭｍの上限含有料を０．０５としたの
はこの知見によるもので、又その下限は０゜Ｏｌとした
が、Ｍｍの含有量がこれ以下では活性化を改善する効果
は少ない。
はこの知見によるもので、又その下限は０゜Ｏｌとした
が、Ｍｍの含有量がこれ以下では活性化を改善する効果
は少ない。
本発明では、ＺｒをＦｅに対して原子比で０．０１〜０
．１０含有させる。高周波誘導溶解ではＭｍの含有域が
少なくなるために、そのま１では活性化を改善する効果
は小さくなる。本発明ではＺｒを、活性化の改善効果を
顕著にするために、合金に含有させる。第１図はＺｒの
含有が活性化の改善に及ぼす効果を示す図であり、活性
化は常温、水素圧３０ｋｇ／ｄで行った。第１図のｔ、
／ｌｏでｔｏは基準材の活性化所要時間であり、基準材
としては、特開昭５９−２１９４４９号のＦｅ−Ｔｉ−
Ｍｍ系のうち、Ｍｍを０．１含有する活性し易い合金と
した。
．１０含有させる。高周波誘導溶解ではＭｍの含有域が
少なくなるために、そのま１では活性化を改善する効果
は小さくなる。本発明ではＺｒを、活性化の改善効果を
顕著にするために、合金に含有させる。第１図はＺｒの
含有が活性化の改善に及ぼす効果を示す図であり、活性
化は常温、水素圧３０ｋｇ／ｄで行った。第１図のｔ、
／ｌｏでｔｏは基準材の活性化所要時間であり、基準材
としては、特開昭５９−２１９４４９号のＦｅ−Ｔｉ−
Ｍｍ系のうち、Ｍｍを０．１含有する活性し易い合金と
した。
又りは第１表に示した、本発明のＦｅ−Ｔｉ−Ｍｍ−Ｚ
ｒ系合金の活性化所要時間である。高周波誘導溶解のＭ
ｍの含有域でＺｒを加えない場合は、第１図Ａのごと＜
ｔ／ｌｏは大きく活性化に時間ががするが、しかしχｒ
を０．０１〜０．１０加えることに第 １ 表 より活性化し易くなり、第１図Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅにみられ
るごとく、ｔ ／ｌｏは１に近づき、活性化の容易さの
点で基準材と遜色のない合金となる。尚Ｚｒは０．０１
未満含有させても効果は少なく、−方０．１超を含有さ
せても支障はないが、含有量を増した効果は少ない。尚
Ｚｒは０．２以上含有すると水素吸蔵量の低下が認めら
れるようになるため、Ｚｒの含有量としては０．０１〜
０．１が好ましい。
ｒ系合金の活性化所要時間である。高周波誘導溶解のＭ
ｍの含有域でＺｒを加えない場合は、第１図Ａのごと＜
ｔ／ｌｏは大きく活性化に時間ががするが、しかしχｒ
を０．０１〜０．１０加えることに第 １ 表 より活性化し易くなり、第１図Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅにみられ
るごとく、ｔ ／ｌｏは１に近づき、活性化の容易さの
点で基準材と遜色のない合金となる。尚Ｚｒは０．０１
未満含有させても効果は少なく、−方０．１超を含有さ
せても支障はないが、含有量を増した効果は少ない。尚
Ｚｒは０．２以上含有すると水素吸蔵量の低下が認めら
れるようになるため、Ｚｒの含有量としては０．０１〜
０．１が好ましい。
Ｔｉにライて調べてみると、Ｆｅ−Ｔｉ−Ｍｍ−Ｚｒ系
では、ＴｉがＦｅに対し１．１０以上ではプラトーの平
坦性が悪く、０．９以下では水素吸蔵量の低下が認めら
れる。従ってＴｉ量としてはＦｅに対して原子比で０．
９〜１．１０が望ましい。
では、ＴｉがＦｅに対し１．１０以上ではプラトーの平
坦性が悪く、０．９以下では水素吸蔵量の低下が認めら
れる。従ってＴｉ量としてはＦｅに対して原子比で０．
９〜１．１０が望ましい。
［実施例］
電解鉄、スポンジチタン、スポンジジルコニウム及びミ
ツシュメタルを原料として、アルゴン雰囲気下で高周波
誘導溶解により１４００℃で溶解し、５０ｋｇのＦｅ
Ｔｉ量、ｓｔＭｌｌｏ＊ｏｚ ＺｒＯ＋０２合金を得た
。これを１６メツシユ以下に粉砕し、圧力−組成等温線
図測定装置の試料容器に装入し、室温で１時間排気後３
０ｋｇ／ａ＃の水素を導入し、１０時間以内で活性化す
ることができた。また活性化後の圧力−組成等温線図を
第２図に示したが、第２図にみられるごとく、室温での
、平衡圧：８ｋｇ／ｄ、吸蔵量：第１プラトーでＨ／Ｍ
は０．５５゜トータル量でＨ／Ｍは０．８２であった（
Ｈ／Ｍは水素原子と金属原子（Ｆｅ＋Ｔｉ＋Ｍｍ＋Ｚｒ
）の比である）。
ツシュメタルを原料として、アルゴン雰囲気下で高周波
誘導溶解により１４００℃で溶解し、５０ｋｇのＦｅ
Ｔｉ量、ｓｔＭｌｌｏ＊ｏｚ ＺｒＯ＋０２合金を得た
。これを１６メツシユ以下に粉砕し、圧力−組成等温線
図測定装置の試料容器に装入し、室温で１時間排気後３
０ｋｇ／ａ＃の水素を導入し、１０時間以内で活性化す
ることができた。また活性化後の圧力−組成等温線図を
第２図に示したが、第２図にみられるごとく、室温での
、平衡圧：８ｋｇ／ｄ、吸蔵量：第１プラトーでＨ／Ｍ
は０．５５゜トータル量でＨ／Ｍは０．８２であった（
Ｈ／Ｍは水素原子と金属原子（Ｆｅ＋Ｔｉ＋Ｍｍ＋Ｚｒ
）の比である）。
［発明の効果コ
本発明の合金は、活性化が容易であり、かつ高周波誘導
加熱により容易に溶解が可能な、生産性に優れたＦｅ−
Ｔｉ−Ｍｍ−Ｚｒ四元水素吸蔵用材料である。
加熱により容易に溶解が可能な、生産性に優れたＦｅ−
Ｔｉ−Ｍｍ−Ｚｒ四元水素吸蔵用材料である。
第１図は、Ｆｅ−Ｔｉ−Ｍｍ−ＺｒのＺｒの含有が活性
化の改善に及ぼす効果を示す図、第２図は本発明の実施
例のＦｅ Ｔｉ６．Ｂ Ｍｉ１ｇ＊Ｂ Ｚｒ０１１０
２の圧力−組成等温線図である。 特許出願人 日本重化学工業株式会社 新日本製鐵株式会社
化の改善に及ぼす効果を示す図、第２図は本発明の実施
例のＦｅ Ｔｉ６．Ｂ Ｍｉ１ｇ＊Ｂ Ｚｒ０１１０
２の圧力−組成等温線図である。 特許出願人 日本重化学工業株式会社 新日本製鐵株式会社
Claims (1)
- ＴｉをＦｅに対して原子比で０．９〜１．１０，Ｚｒ
をＦｅに対して原子比で０．０１〜０．１０，ミッシュ
メタルをＦｅに対して原子比で０．０１〜０．０５含有
させたことを特徴とする水素の吸蔵用材料
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16073886A JPS6318037A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 水素の吸蔵用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16073886A JPS6318037A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 水素の吸蔵用材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318037A true JPS6318037A (ja) | 1988-01-25 |
Family
ID=15721385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16073886A Pending JPS6318037A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 水素の吸蔵用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318037A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6162307A (en) * | 1998-03-13 | 2000-12-19 | Nippon Steel Corporation | BN-precipitation-strengthened low-carbon-ferritic heat-resistant steel excellent in weldability |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP16073886A patent/JPS6318037A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6162307A (en) * | 1998-03-13 | 2000-12-19 | Nippon Steel Corporation | BN-precipitation-strengthened low-carbon-ferritic heat-resistant steel excellent in weldability |
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