JPH0321615B2 - - Google Patents
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- JPH0321615B2 JPH0321615B2 JP59088058A JP8805884A JPH0321615B2 JP H0321615 B2 JPH0321615 B2 JP H0321615B2 JP 59088058 A JP59088058 A JP 59088058A JP 8805884 A JP8805884 A JP 8805884A JP H0321615 B2 JPH0321615 B2 JP H0321615B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- storage material
- lmni
- metals
- mmni
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- 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.)
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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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明はヒートポンプ等のエネルギー変換又は
温度センサーに利用する交換効率又は感度の優れ
た水素貯蔵材料、特にLm−Ni系の水素貯蔵材料
に関するものである。 ［従来の技術］ 従来、水素貯蔵材料としてTi−Fe系合金、La
−Ni5又はMmNi5（Mmはミツシユメタル）系合
金又はMg系合金からなる各種の材料が提案され
ている。 而して、水素貯蔵用材料に要求される性質とし
て、 (1) 活性化が容易であること、 (2) 水素貯蔵量が大きいこと、 (3) 吸蔵水素圧力と解離平衡圧力との差であるヒ
ステリシスが小さいこと、 (4) プラトーの平坦性 等があり、更にこれらの材料が資源的に豊富であ
つて低廉であることが要求されている。 しかし、LaNi5又はMmNi系合金からなる材料
では、前者は水素貯蔵量が大きく、吸蔵放出速度
が比較的早いという利点がある反面、原料のLa
は高価であり、実用上経済性で問題がある。 これに対し、後者はLaの経済性を改善すべく
開発されたものであるが、一般にMmはCe40〜
50％、La25〜35％その他Nd、Pr、Sm、Gd等の
各種金属からなるものであつて、MmNi5は室温
で活性化するのに100Kg／cm2以上の高圧力水素を
必要とし、またヒステリシスが大きく、実用化が
困難であるという欠点がある。 これを解決するためにMmNi系合金からなる
材料にAl等の第３元素その他の第４元素等を点
火して常温における吸蔵、放出圧力を従来より低
くし、またヒステリシスを小さくするものも提案
されているが（特開昭54−64014号公報）、第３元
素、第４元素を添加することによつて水素吸蔵量
が小さくなるという欠点がある。 この問題を解決するために、本出願人は、先に
希土類金属を含有する水素貯蔵材料の特性を減殺
することなく、しかも常温における活性化が容易
であり、水素吸蔵量が大きく、しかもヒステリシ
スが小さく吸蔵、放出速度の早く、またプラトー
の平坦性を有する水素貯蔵材料を提案した（特願
昭58−20192号）。 即ち、希土類金属がLa40〜70wt％（以下たん
に％という）、Ce0.1〜20％その他Nd、Pr、Sm等
の金属を含有した希土類金属（以下たんにLmと
いう）とNi及びAlの合金からなる水素貯蔵用材
料である。 ［本発明が解決しようとする課題］ しかし、上記合金は、水素吸蔵量が大きくまた
吸蔵放出速度が比較的早く、かつ吸蔵放出圧力の
低下のために有効である反面、ヒステリシスが尚
大きいという問題がある。 本発明の目的は、常温下で比較的低圧力で水素
貯蔵量が大きく、しかもヒステリシスが小さい水
素貯蔵材料を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本出願の第１の発明は、一般式LmNi(X-a)Sna
（ただし、LmはLa40〜70％、Ce0.1〜20％その他
Nd、Pr、Sm等の金属を含有した希土類金属；
Ｘは4.8〜5.5、ａは0.01〜1.0）で表されるSn含有
水素貯蔵材料であり、第２の発明は一般式
LmNi(X-a-b)SnaAb（ただし、LmはLa40〜70％、
Ce0.1〜20％その他Nd、Pr、Sm等の金属を含有
した希土類金属；ＡはAl、Mn、Co又はＶの１
種；Ｘは4.8〜5.5、ａ、ｂは夫々0.01〜1.0）で表
されるSn含有水素貯蔵材料である。 ［作用］ 本発明で使用するLmはLa40〜70％、Ce0.1〜
20％その他Nd、Pr、Sm等の金属からなるもの
であつて、かかるLmは天然に産出し精製された
バストネサイト、モナザイト、粗塩化希土類から
Ceの一部又は殆どを除去することによつて簡単
に得られる。 一例を挙げれば、Ceはバストネサイト精鉱、
モナザイト精鉱等を焙焼し、塩酸抽出を行い濾過
することにより大部分が沈澱分離され、得られた
Ceの少ないLm溶液はNH4OH等によつてLmを
水酸化物として沈澱させ、さらにこれを塩化物、
フツカ物とした後、溶融塩電解することによつて
得られる。 本発明の水素貯蔵材料は、Lm、金属Ni及び粒
状Snとを公知の高周波炉又はタングステン電極
アーク溶解炉等によつてアルゴン等の不活性雰囲
気中で加熱熔融した後、適宜熱処理し、粉砕する
ことによつて簡単に特定発明の水素貯蔵材料を得
ることができ、さらにこれにAl、Mn、Co又はＶ
の１種又は２種を添加して第２の発明の一般式の
水素貯蔵材料も簡単に得ることができる。 本発明におけるSnの添加量は、0.01以下ではヒ
ステリシスを減少させる効果がなく、他方1.0以
上ではSnの添加によつて水素吸蔵量が減少する
ため、0.01〜1.0の範囲とする。 また、特定発明であるLmXNi(X-a)SnaにAl、
Mn、Co又はＶの第４元素又は第４元素と第５元
素等を添加した場合ヒステリシスは改善できる
が、前記Al、Mnその他の第４元素及び第５元素
が0.01以下では吸蔵圧力の改善ができず、また
1.0以上では吸蔵量が減少する。従つて、Ａ元素
は0.01〜1.0の範囲とする。 また、前記一般式(1)、(2)におけるＸが5.5より
大きいか或は4.8より小さい場合には水素吸蔵量
の減少を生ずるほか、水素化物が不安定となり、
水素の吸蔵、放出の繰返しによる材料の劣化が起
り易くなるためＸは4.8〜5.5の範囲とすることが
必要である。 ［実施例］ つぎに本発明の製造例について説明し、その効
果を併せて説明する。 製造例 １ Lmに金属Ni及び粒状Snの所定量をアーク溶解
炉中でアルゴン雰囲気下で加熱溶解してLmNi4.9
Sn0.1とLmNi4.8Sn0.2及びLmNi4.7Sn0.3を夫々精製
し、1050℃、８時間熱処理を行つた後、大気中で
９〜100メツシユに粉砕する。尚、比較のために
LmNi5、LmNi4.9Al0.1及びLmNi4.8Al0.2を前記と
同様に製造した。 比較例 １ Laに金属Ni及び粒状Snを製造例１と同様に処
理してLaNi4.7Sn0.3、LaNi5及びLaNi4.7Al0.3を
夫々製造した。 比較例 ２ Mmに前記製造例１と同様にしてMmNi4.7
Sn0.3、MmNi5及びMmNi4.7Al0.3を製造した。 製造例 ２ Lm及びMmを用い、これに金属Ni、粒状Sn及
び一般式(2)のＡ元素としてMn、Co、Ｖ、Alの１
元素を添加し、前記製造例１と同様に処理して
LmNi4.4Sn0.1Mn0.5、LmNi4.4Sn0.3Co0.3及び比較
のためにMmNi4.65Sn0.3V0.05、MmNi4.6Sn0.2Al0.2
を夫々製造した。 前記で製造した粉砕物を反応容器に封入し、室
温で該容器内を水素ガスで置換し、容器内を30
Kg／cm2の水素圧として活性化する。 つぎに、吸蔵したH2を排気後、30℃における
H2の吸蔵、放出量及びその平衡圧力を測定し、
第１表の如き結果を得た。
温度センサーに利用する交換効率又は感度の優れ
た水素貯蔵材料、特にLm−Ni系の水素貯蔵材料
に関するものである。 ［従来の技術］ 従来、水素貯蔵材料としてTi−Fe系合金、La
−Ni5又はMmNi5（Mmはミツシユメタル）系合
金又はMg系合金からなる各種の材料が提案され
ている。 而して、水素貯蔵用材料に要求される性質とし
て、 (1) 活性化が容易であること、 (2) 水素貯蔵量が大きいこと、 (3) 吸蔵水素圧力と解離平衡圧力との差であるヒ
ステリシスが小さいこと、 (4) プラトーの平坦性 等があり、更にこれらの材料が資源的に豊富であ
つて低廉であることが要求されている。 しかし、LaNi5又はMmNi系合金からなる材料
では、前者は水素貯蔵量が大きく、吸蔵放出速度
が比較的早いという利点がある反面、原料のLa
は高価であり、実用上経済性で問題がある。 これに対し、後者はLaの経済性を改善すべく
開発されたものであるが、一般にMmはCe40〜
50％、La25〜35％その他Nd、Pr、Sm、Gd等の
各種金属からなるものであつて、MmNi5は室温
で活性化するのに100Kg／cm2以上の高圧力水素を
必要とし、またヒステリシスが大きく、実用化が
困難であるという欠点がある。 これを解決するためにMmNi系合金からなる
材料にAl等の第３元素その他の第４元素等を点
火して常温における吸蔵、放出圧力を従来より低
くし、またヒステリシスを小さくするものも提案
されているが（特開昭54−64014号公報）、第３元
素、第４元素を添加することによつて水素吸蔵量
が小さくなるという欠点がある。 この問題を解決するために、本出願人は、先に
希土類金属を含有する水素貯蔵材料の特性を減殺
することなく、しかも常温における活性化が容易
であり、水素吸蔵量が大きく、しかもヒステリシ
スが小さく吸蔵、放出速度の早く、またプラトー
の平坦性を有する水素貯蔵材料を提案した（特願
昭58−20192号）。 即ち、希土類金属がLa40〜70wt％（以下たん
に％という）、Ce0.1〜20％その他Nd、Pr、Sm等
の金属を含有した希土類金属（以下たんにLmと
いう）とNi及びAlの合金からなる水素貯蔵用材
料である。 ［本発明が解決しようとする課題］ しかし、上記合金は、水素吸蔵量が大きくまた
吸蔵放出速度が比較的早く、かつ吸蔵放出圧力の
低下のために有効である反面、ヒステリシスが尚
大きいという問題がある。 本発明の目的は、常温下で比較的低圧力で水素
貯蔵量が大きく、しかもヒステリシスが小さい水
素貯蔵材料を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本出願の第１の発明は、一般式LmNi(X-a)Sna
（ただし、LmはLa40〜70％、Ce0.1〜20％その他
Nd、Pr、Sm等の金属を含有した希土類金属；
Ｘは4.8〜5.5、ａは0.01〜1.0）で表されるSn含有
水素貯蔵材料であり、第２の発明は一般式
LmNi(X-a-b)SnaAb（ただし、LmはLa40〜70％、
Ce0.1〜20％その他Nd、Pr、Sm等の金属を含有
した希土類金属；ＡはAl、Mn、Co又はＶの１
種；Ｘは4.8〜5.5、ａ、ｂは夫々0.01〜1.0）で表
されるSn含有水素貯蔵材料である。 ［作用］ 本発明で使用するLmはLa40〜70％、Ce0.1〜
20％その他Nd、Pr、Sm等の金属からなるもの
であつて、かかるLmは天然に産出し精製された
バストネサイト、モナザイト、粗塩化希土類から
Ceの一部又は殆どを除去することによつて簡単
に得られる。 一例を挙げれば、Ceはバストネサイト精鉱、
モナザイト精鉱等を焙焼し、塩酸抽出を行い濾過
することにより大部分が沈澱分離され、得られた
Ceの少ないLm溶液はNH4OH等によつてLmを
水酸化物として沈澱させ、さらにこれを塩化物、
フツカ物とした後、溶融塩電解することによつて
得られる。 本発明の水素貯蔵材料は、Lm、金属Ni及び粒
状Snとを公知の高周波炉又はタングステン電極
アーク溶解炉等によつてアルゴン等の不活性雰囲
気中で加熱熔融した後、適宜熱処理し、粉砕する
ことによつて簡単に特定発明の水素貯蔵材料を得
ることができ、さらにこれにAl、Mn、Co又はＶ
の１種又は２種を添加して第２の発明の一般式の
水素貯蔵材料も簡単に得ることができる。 本発明におけるSnの添加量は、0.01以下ではヒ
ステリシスを減少させる効果がなく、他方1.0以
上ではSnの添加によつて水素吸蔵量が減少する
ため、0.01〜1.0の範囲とする。 また、特定発明であるLmXNi(X-a)SnaにAl、
Mn、Co又はＶの第４元素又は第４元素と第５元
素等を添加した場合ヒステリシスは改善できる
が、前記Al、Mnその他の第４元素及び第５元素
が0.01以下では吸蔵圧力の改善ができず、また
1.0以上では吸蔵量が減少する。従つて、Ａ元素
は0.01〜1.0の範囲とする。 また、前記一般式(1)、(2)におけるＸが5.5より
大きいか或は4.8より小さい場合には水素吸蔵量
の減少を生ずるほか、水素化物が不安定となり、
水素の吸蔵、放出の繰返しによる材料の劣化が起
り易くなるためＸは4.8〜5.5の範囲とすることが
必要である。 ［実施例］ つぎに本発明の製造例について説明し、その効
果を併せて説明する。 製造例 １ Lmに金属Ni及び粒状Snの所定量をアーク溶解
炉中でアルゴン雰囲気下で加熱溶解してLmNi4.9
Sn0.1とLmNi4.8Sn0.2及びLmNi4.7Sn0.3を夫々精製
し、1050℃、８時間熱処理を行つた後、大気中で
９〜100メツシユに粉砕する。尚、比較のために
LmNi5、LmNi4.9Al0.1及びLmNi4.8Al0.2を前記と
同様に製造した。 比較例 １ Laに金属Ni及び粒状Snを製造例１と同様に処
理してLaNi4.7Sn0.3、LaNi5及びLaNi4.7Al0.3を
夫々製造した。 比較例 ２ Mmに前記製造例１と同様にしてMmNi4.7
Sn0.3、MmNi5及びMmNi4.7Al0.3を製造した。 製造例 ２ Lm及びMmを用い、これに金属Ni、粒状Sn及
び一般式(2)のＡ元素としてMn、Co、Ｖ、Alの１
元素を添加し、前記製造例１と同様に処理して
LmNi4.4Sn0.1Mn0.5、LmNi4.4Sn0.3Co0.3及び比較
のためにMmNi4.65Sn0.3V0.05、MmNi4.6Sn0.2Al0.2
を夫々製造した。 前記で製造した粉砕物を反応容器に封入し、室
温で該容器内を水素ガスで置換し、容器内を30
Kg／cm2の水素圧として活性化する。 つぎに、吸蔵したH2を排気後、30℃における
H2の吸蔵、放出量及びその平衡圧力を測定し、
第１表の如き結果を得た。
【表】
第１表から明らかな如く、Snを添加した本発
明は、比較例に比べて何れもヒステリシス因子
明は、比較例に比べて何れもヒステリシス因子
【In（Pa／Pd）】は大巾に改善されており、また吸
蔵圧力（Pa）、放出圧力（Pd）も著しく改善され
ていることが認められ、しかもH2の最大吸蔵量
蔵圧力（Pa）、放出圧力（Pd）も著しく改善され
ていることが認められ、しかもH2の最大吸蔵量
【（Ｈ／Ｍ）nax】も比較例と遜色のないものである
ことが認められる。 ［効果］ 以上の如く本発明はLm−Ni系合金にSnを添加
することによつてヒステリシスが減少するため、
ヒートポンプ等のエネルギー変化用に利用する場
合変換効率が向上し、また温度センサーに利用し
た場合、その感度を向上し、性能の優れた水素貯
蔵材料を提供することができる。
ことが認められる。 ［効果］ 以上の如く本発明はLm−Ni系合金にSnを添加
することによつてヒステリシスが減少するため、
ヒートポンプ等のエネルギー変化用に利用する場
合変換効率が向上し、また温度センサーに利用し
た場合、その感度を向上し、性能の優れた水素貯
蔵材料を提供することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式LmNi(X-a)Sn ａ （ただし、LmはLa40〜70wt％、Ce0.1〜20wt％
その他Nd、Pr、Sm等の金属を含有した希土類
金属；Ｘは4.8〜5.5、ａは0.01〜1.0） で表されるSn含有水素貯蔵材料。 ２ 一般式LmNi(X-a-b)Sn ａ Ab （ただし、LmはLa40〜70wt％、Ce0.1〜20wt％
その他Nd、Pr、Sm等の金属を含有した希土類
金属：ＡはAl、Mn、Co又はＶの１種；Ｘは4.8
〜5.5、ａ、ｂは夫々0.01〜1.0） で表されるSn含有水素貯蔵材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59088058A JPS60230950A (ja) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | Ｓｎ含有水素貯蔵材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59088058A JPS60230950A (ja) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | Ｓｎ含有水素貯蔵材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60230950A JPS60230950A (ja) | 1985-11-16 |
| JPH0321615B2 true JPH0321615B2 (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=13932239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59088058A Granted JPS60230950A (ja) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | Ｓｎ含有水素貯蔵材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60230950A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287031A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | トリチウム貯蔵・供給材料 |
| JPS62294145A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Santoku Kinzoku Kogyo Kk | 希土類元素及びニツケルを含む水素吸蔵合金 |
| JPS6347345A (ja) * | 1986-08-14 | 1988-02-29 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 水素貯蔵材料 |
| KR101826620B1 (ko) | 2010-08-19 | 2018-02-07 | 가부시키가이샤 산도쿠 | 수소 흡장 합금, 부극 및 니켈수소 2차전지 |
| CN113881872B (zh) * | 2021-10-27 | 2022-05-20 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种低钴高倍率ab5型储氢合金及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58217655A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-17 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素吸蔵用多元系合金 |
| JPS59143036A (ja) * | 1983-02-02 | 1984-08-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 希土類金属三元系水素吸蔵用合金 |
-
1984
- 1984-05-01 JP JP59088058A patent/JPS60230950A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60230950A (ja) | 1985-11-16 |
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