JPH01133901A - 水素吸蔵合金薄膜構造体 - Google Patents
水素吸蔵合金薄膜構造体Info
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- JPH01133901A JPH01133901A JP62292452A JP29245287A JPH01133901A JP H01133901 A JPH01133901 A JP H01133901A JP 62292452 A JP62292452 A JP 62292452A JP 29245287 A JP29245287 A JP 29245287A JP H01133901 A JPH01133901 A JP H01133901A
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Classifications
-
- 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
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- 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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は水素分離、精製用の水素吸蔵合金薄膜構造体に
関し、更に詳しくは、初期水素導入、即ち、活性化が容
易で、しかも、割れ等の破損の起こりにくい水素吸蔵合
金薄膜構造体を提供するものである。
関し、更に詳しくは、初期水素導入、即ち、活性化が容
易で、しかも、割れ等の破損の起こりにくい水素吸蔵合
金薄膜構造体を提供するものである。
（ロ）従来の技術
現在、半導体産業等で多用されている７Ｎ〜９Ｎ（ナイ
ン）純度クラスの高純度水素は、銀−パラジウム合金膜
を利用した水素精製装置により製造されている。ところ
が、この方法では、水素ガス精製時に４００℃以上の高
温を要するため、加熱装置が大掛りとなること、更に銀
−パラジウム合金膜が高価であることなどの問題点を備
えている。この問題点を解決するため近年良く知られる
水素吸蔵合金（金属水素化物）を使用する方法が考えら
れ、不純ガスよりの水素分離、精製に係る方法が検討さ
れている（例えば特開昭６２−１９１４０２号公報参照
）。
ン）純度クラスの高純度水素は、銀−パラジウム合金膜
を利用した水素精製装置により製造されている。ところ
が、この方法では、水素ガス精製時に４００℃以上の高
温を要するため、加熱装置が大掛りとなること、更に銀
−パラジウム合金膜が高価であることなどの問題点を備
えている。この問題点を解決するため近年良く知られる
水素吸蔵合金（金属水素化物）を使用する方法が考えら
れ、不純ガスよりの水素分離、精製に係る方法が検討さ
れている（例えば特開昭６２−１９１４０２号公報参照
）。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
ランタン・ニッケル合金（ＬａＮｉａ＞に代表されるＡ
Ｂ、で記述諮れる水素吸蔵合金は、Ａ Ｂ ａ型水素吸
蔵合金と呼ばれている。この種の水素吸蔵合金（塊状又
は粒状）は、水素吸収（水素化）の第１段−である初期
水素導入（活性化）が、比較的粗やかな条件、例えば室
温〜１００°Ｃの範囲、１０気圧水素加圧下で行われる
ものが多く、使い勝手の良いものとして知られている。
Ｂ、で記述諮れる水素吸蔵合金は、Ａ Ｂ ａ型水素吸
蔵合金と呼ばれている。この種の水素吸蔵合金（塊状又
は粒状）は、水素吸収（水素化）の第１段−である初期
水素導入（活性化）が、比較的粗やかな条件、例えば室
温〜１００°Ｃの範囲、１０気圧水素加圧下で行われる
ものが多く、使い勝手の良いものとして知られている。
一方、水素分離、精製用に用いようとする薄膜水素吸蔵
合金については、゛同種のものであってもこの活性化が
難しい。
合金については、゛同種のものであってもこの活性化が
難しい。
これは、製造時の表面に水素を通しにくい強固な酸化膜
の形成されること、更に合金系が偏析の少ない組成とな
るため水素活性のため触媒種として働くと予想される偏
析ニッケル（Ｎｉ）の存在が皆無になることに起因して
いるためと思われる。
の形成されること、更に合金系が偏析の少ない組成とな
るため水素活性のため触媒種として働くと予想される偏
析ニッケル（Ｎｉ）の存在が皆無になることに起因して
いるためと思われる。
（ニ）問題点を解決するための手段
本発明では、以上の様な問題点に鑑み、活性化、即ち、
初期水素導入の容易な第１のＡ Ｂ ＆型水素吸蔵合金
薄膜と、初期活性化は困難であるが一旦活性化が行われ
ると以後は容易に水素化及び脱水素化を行うと共に合金
膜の崩壊の起こりにくい第２のＡ Ｂ ｓ型水素吸蔵合
金薄膜を重ね合わせている。
初期水素導入の容易な第１のＡ Ｂ ＆型水素吸蔵合金
薄膜と、初期活性化は困難であるが一旦活性化が行われ
ると以後は容易に水素化及び脱水素化を行うと共に合金
膜の崩壊の起こりにくい第２のＡ Ｂ ｓ型水素吸蔵合
金薄膜を重ね合わせている。
（ホ）作用
Ａ Ｂ ａ型構造を持ち、水素の吸放出を行う水素吸蔵
合金の大半はニッケルをベースとするもので、カルシウ
ム・ニッケル合金（ＣａＮｉ、）、５ ンタンニッケル
合金（ＬａＮｉｉ）、ミツシュメタル・ニッケル合金（
ＭｍＮｉｉ）が良く知られている。これらの合金のうち
、ＣａＮｉ５合金はカルシウムとニッケルの蒸気圧が大
幅に異なるため、同一製造条件では製造が難しく、カル
ンウムリッチあるいはニッケルリッチの部分がカルシウ
ム・ニッケル合金中に偏析するのが普通である。これは
ニッケルが触媒として働き、カルシウム・ニッケル合金
の水素化に役立ち、特に水素吸収の第１段階である活性
化に寄与することが原因と予想妨れる。このため、カル
シウム・ニッケル合金系では、水素化は極めて容易であ
る（室温〜１００℃、８ａｔｍ水素加圧下）。
合金の大半はニッケルをベースとするもので、カルシウ
ム・ニッケル合金（ＣａＮｉ、）、５ ンタンニッケル
合金（ＬａＮｉｉ）、ミツシュメタル・ニッケル合金（
ＭｍＮｉｉ）が良く知られている。これらの合金のうち
、ＣａＮｉ５合金はカルシウムとニッケルの蒸気圧が大
幅に異なるため、同一製造条件では製造が難しく、カル
ンウムリッチあるいはニッケルリッチの部分がカルシウ
ム・ニッケル合金中に偏析するのが普通である。これは
ニッケルが触媒として働き、カルシウム・ニッケル合金
の水素化に役立ち、特に水素吸収の第１段階である活性
化に寄与することが原因と予想妨れる。このため、カル
シウム・ニッケル合金系では、水素化は極めて容易であ
る（室温〜１００℃、８ａｔｍ水素加圧下）。
このことは、薄膜状態あるいは塊状状態にあっても変わ
りはなく、本質的にカルシウム・ニッケル合金は活性化
の容易な水素吸蔵合金であるといえる。他方、ランタン
・ニッケル合金、ミツシュメタル合金は構成する元素間
で蒸気圧差は少なく、このため偏析などの少ない水素吸
蔵合金となる。特に、酸素が少ない薄膜製造法であるス
パッタリング法、ＭＢＥ法ではきれいな合金が得られる
。逆に言えば活性化の引き金となるニッケル（触媒）、
即ち、活性水素を生み出すものがなく、極めて活性化自
体が難しい。
りはなく、本質的にカルシウム・ニッケル合金は活性化
の容易な水素吸蔵合金であるといえる。他方、ランタン
・ニッケル合金、ミツシュメタル合金は構成する元素間
で蒸気圧差は少なく、このため偏析などの少ない水素吸
蔵合金となる。特に、酸素が少ない薄膜製造法であるス
パッタリング法、ＭＢＥ法ではきれいな合金が得られる
。逆に言えば活性化の引き金となるニッケル（触媒）、
即ち、活性水素を生み出すものがなく、極めて活性化自
体が難しい。
ここで、活性化し難いＡＢ、型水素吸蔵合金を第２の水
素吸蔵合金とし、活性化の容易なＡ Ｂ ｇ型水素吸蔵
合金薄膜を重ね合わせると活性化の容易な第２の水素吸
蔵合金を通して取り込まれた水素は活性な水素を生じさ
せる。この活性水素は、通常では活性化が困難な第２の
水素吸蔵合金をも活性容易にさせることができる。この
ため、第２の水素吸蔵合金だけを活性化させるための厳
しい条件である１００°Ｃ以上、２０気圧以上水素加圧
下といった活性化工程を経ず、室温〜１００″Ｃ１１゛
０気圧以下、水素加圧の第１の水素吸蔵合金に対する緩
やかな活性化条件下で、活性化を行うことができる。こ
の様にして作成した水素吸蔵合金薄膜構造体は引き続い
て即、水素分離、精製用の膜として利用できる。
素吸蔵合金とし、活性化の容易なＡ Ｂ ｇ型水素吸蔵
合金薄膜を重ね合わせると活性化の容易な第２の水素吸
蔵合金を通して取り込まれた水素は活性な水素を生じさ
せる。この活性水素は、通常では活性化が困難な第２の
水素吸蔵合金をも活性容易にさせることができる。この
ため、第２の水素吸蔵合金だけを活性化させるための厳
しい条件である１００°Ｃ以上、２０気圧以上水素加圧
下といった活性化工程を経ず、室温〜１００″Ｃ１１゛
０気圧以下、水素加圧の第１の水素吸蔵合金に対する緩
やかな活性化条件下で、活性化を行うことができる。こ
の様にして作成した水素吸蔵合金薄膜構造体は引き続い
て即、水素分離、精製用の膜として利用できる。
（へ）実施例
ＡＢ、型゛水素吸蔵合金のうちで、活性化が容易な第１
の水素吸蔵合金としては、カルシウム・ニッケル合金（
Ｃａ Ｎ ｉ ｓ ）、或いはカルシウム・ミツシュメ
タル・ニッケル合金（ＣａＭｍＮｉ、）などが存在し、
また初期活性化は困難であるが一旦活性化が行なわれる
と以後の活性化は容易となる第２の水素吸蔵合金として
は、ランタン・ニッケル合金（１，ａＮｉａ＞、ミツシ
ュメタル・ニッケル合金（ＭｍＮｔｓＬ或いはランタン
・ニッケル・アルミ合金（Ｌ ａ Ｎ ｉ４ 、 ａ
Ａ １゜−などがある。以下、第１の水素吸蔵合金とし
てカルシウム・ニッケル合金を、第２の水素吸蔵合金と
してランタン・ニッケル合金（ＬａＮｉａ）を使用した
場合の実施例について記述する。
の水素吸蔵合金としては、カルシウム・ニッケル合金（
Ｃａ Ｎ ｉ ｓ ）、或いはカルシウム・ミツシュメ
タル・ニッケル合金（ＣａＭｍＮｉ、）などが存在し、
また初期活性化は困難であるが一旦活性化が行なわれる
と以後の活性化は容易となる第２の水素吸蔵合金として
は、ランタン・ニッケル合金（１，ａＮｉａ＞、ミツシ
ュメタル・ニッケル合金（ＭｍＮｔｓＬ或いはランタン
・ニッケル・アルミ合金（Ｌ ａ Ｎ ｉ４ 、 ａ
Ａ １゜−などがある。以下、第１の水素吸蔵合金とし
てカルシウム・ニッケル合金を、第２の水素吸蔵合金と
してランタン・ニッケル合金（ＬａＮｉａ）を使用した
場合の実施例について記述する。
ランタン・ニッケル合金（１，ａＮｉａ）薄膜は常法で
あるスパッタリング法を用いて、ランタンチップ、ニッ
ケルチップを原料として、１ｍ厚、１〇−角のセラミッ
クス多孔質基板（１）上にランタン・ニッケル合金薄膜
（りを５０〜１００μｍ厚で製造する。
あるスパッタリング法を用いて、ランタンチップ、ニッ
ケルチップを原料として、１ｍ厚、１〇−角のセラミッ
クス多孔質基板（１）上にランタン・ニッケル合金薄膜
（りを５０〜１００μｍ厚で製造する。
その後、カルシウム粒、ニッケルチップを原料にｖＩ石
する様に、カルシウム・ニッケル合金薄膜０）を５〜１
０μｍ厚で製造する（添付図面参照）。
する様に、カルシウム・ニッケル合金薄膜０）を５〜１
０μｍ厚で製造する（添付図面参照）。
次に、この図面に示した薄膜積着体における水素化につ
いて説明する。薄膜層を室温に保ち、まず、カルシウム
・ニッケル合金側に１次水素圧を８ ａｔｍで印加する
。この時、カルシウム・ニッケル合金水素化が起こり、 Ｃａ Ｎ ｉ ＠ ＋ ２ Ｈ＠ →Ｃａ Ｎ ｉｓ
Ｈａで示される反応でカルシウム・ニッケル水素化物（
ＣａＮｉｓＨａ）が生成する。次に、この水素化物に取
り込まれた水素は、活性な水素で、再び隣接するランタ
ン・ニラウール合金（Ｌ ａ Ｎ Ｌ ｈ ）に容易に
取り込まれ、結果的にＬ ａ Ｎ ｔ ｓ Ｈ＆なるラ
ンタン・ニッケル水素化物が形成されるようになる。尚
、セラミックス多孔質基板側を２次水素側とすると、１
次水素は純度を３Ｎ（ナイン）程度まで上げて、吐き出
される。
いて説明する。薄膜層を室温に保ち、まず、カルシウム
・ニッケル合金側に１次水素圧を８ ａｔｍで印加する
。この時、カルシウム・ニッケル合金水素化が起こり、 Ｃａ Ｎ ｉ ＠ ＋ ２ Ｈ＠ →Ｃａ Ｎ ｉｓ
Ｈａで示される反応でカルシウム・ニッケル水素化物（
ＣａＮｉｓＨａ）が生成する。次に、この水素化物に取
り込まれた水素は、活性な水素で、再び隣接するランタ
ン・ニラウール合金（Ｌ ａ Ｎ Ｌ ｈ ）に容易に
取り込まれ、結果的にＬ ａ Ｎ ｔ ｓ Ｈ＆なるラ
ンタン・ニッケル水素化物が形成されるようになる。尚
、セラミックス多孔質基板側を２次水素側とすると、１
次水素は純度を３Ｎ（ナイン）程度まで上げて、吐き出
される。
尚、この場合、第１の水素吸蔵合金、第２の水素吸蔵合
金ともニッケルをベースとする合金であるため離着性が
よく、このため活性な水素のやり取りもスムーズに行わ
れる。異種の合金の組合わせでは、合金の性質が似かよ
っていないため好く密着しない。
金ともニッケルをベースとする合金であるため離着性が
よく、このため活性な水素のやり取りもスムーズに行わ
れる。異種の合金の組合わせでは、合金の性質が似かよ
っていないため好く密着しない。
尚、水素印加装置全体図は本発明の要旨と直接関係がな
いので省略した。
いので省略した。
（ト）発明の効果
薄膜状であり、水素化の困難なニッケルをベースにＡ
Ｂ ｓ型構造を有する水素吸蔵合金について水素化の容
易な同型構造を有する水素吸蔵合金薄膜を重ねることに
よって膜全体の水素化を容易にすることができるように
なる０本発明の構造体を用いることにより、水素吸蔵合
金薄膜の活性化の欠点を克服することができ、水素吸蔵
合金を利用した水素分離、精製装置などの実用化へ向け
た進展が期待できる。
Ｂ ｓ型構造を有する水素吸蔵合金について水素化の容
易な同型構造を有する水素吸蔵合金薄膜を重ねることに
よって膜全体の水素化を容易にすることができるように
なる０本発明の構造体を用いることにより、水素吸蔵合
金薄膜の活性化の欠点を克服することができ、水素吸蔵
合金を利用した水素分離、精製装置などの実用化へ向け
た進展が期待できる。
図は本発明実施例による水素吸蔵合金薄膜構造体の断面
図を示している。 （１）は第１の水素吸蔵合金、 ■は第２の水素吸蔵合金、 ■）はセラミックス多孔質基板、である。
図を示している。 （１）は第１の水素吸蔵合金、 ■は第２の水素吸蔵合金、 ■）はセラミックス多孔質基板、である。
Claims (1)
- （１）初期水素導入の容易な第１のＡＢ＿５型水素吸蔵
合金薄膜と、初期活性化は困難であるが一旦活性化が行
われると以後は容易に水素化及び脱水素化を行うと共に
合金膜の崩壊の起こりにくい第２のＡＢ＿６型水素吸蔵
合金薄膜を重ね合わせた水素吸蔵合金薄膜構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62292452A JPH01133901A (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 水素吸蔵合金薄膜構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62292452A JPH01133901A (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 水素吸蔵合金薄膜構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133901A true JPH01133901A (ja) | 1989-05-26 |
Family
ID=17781987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62292452A Pending JPH01133901A (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 水素吸蔵合金薄膜構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01133901A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8114013B2 (en) | 2005-01-17 | 2012-02-14 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope insertion portion |
-
1987
- 1987-11-19 JP JP62292452A patent/JPH01133901A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8114013B2 (en) | 2005-01-17 | 2012-02-14 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope insertion portion |
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