JPH0352526B2 - - Google Patents
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- JPH0352526B2 JPH0352526B2 JP59012679A JP1267984A JPH0352526B2 JP H0352526 B2 JPH0352526 B2 JP H0352526B2 JP 59012679 A JP59012679 A JP 59012679A JP 1267984 A JP1267984 A JP 1267984A JP H0352526 B2 JPH0352526 B2 JP H0352526B2
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- Japan
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- hydrogen storage
- alloy
- hydrogen
- atomic
- rare earth
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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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
-
- 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
この発明は、金属水素化物の形態で多量の水素
を吸蔵し、また僅かな加熱ですみやかに水素を放
出でき、水素の吸蔵圧力と放出圧力との差がきわ
めて小さいという特徴を有する新規なFe−Ｒ（Ｙ
を含む希土類元素の少なくとも１種）系水素吸蔵
合金に関する。 従来、水素を吸蔵し、加熱によりこれを放出さ
せる水素吸蔵合金には、RNi5系合金（Ｒは希土
類元素）が代表的であつたが、その主成分である
Niは高価かつ資源的に遍在しており、さらには
構造用材料として、比重が8.0前後と大きい問題
があつた。 そこで、上記RNi5系合金のNiの一部または全
部をFeに置換する試みがなされている。しかし、
RFe合金において、RFe5化合物は存在しないた
め、Feによる置換で水素吸蔵特性が急激に劣化
してしまい、RFe化合物として知られるR2Fe17
化合物は、水素吸蔵量が少なく、水素吸蔵用合金
として不適であつた。 この発明は、安価なFeを主成分として希土類
元素を含有する新規な組成の水素吸蔵合金を目的
としている。 すなわち、この発明は、Fe60原子％〜82原子
％、R10原子％〜30原子％（但しＲはＹを含む希
土類元素の少なくとも１種）に、Ｂ，Al，Siの
少なくとも１種を４原子％〜28原子％含有するこ
とを特徴とする鉄−希土類元素系水素吸蔵合金で
ある。 この発明は、Fe−Ｒ系合金の水素吸蔵性を
種々検討した結果、特定量のFeとＲを基本成分
とし、これにＢ，Al，Siのうち少なくとも１種
を特定量含有させることにより、今まで全く知ら
れていない化合物を生成し、この化合物が従来の
RNi5化合物に匹敵する水素吸蔵性を有すること
を知見したものであり、安価なFeを多量に含有
するため、すぐれた水素吸蔵、放出特性を有する
水素吸蔵合金を著しく安価に提供でき、さらに、
この発明によるFe−Ｒ系合金は、例えばLaNi5系
合金に比べて、その比重を約10％小さくすること
ができ、構造材料として軽量化が可能となる利点
を有する。 以下に組成成分の限定理由を詳述する。 Feは、新規な水素吸蔵合金の必須元素である
が、60原子％未満では水素化合物をつくる化合物
量が減少してしまい、水素吸蔵量が減少するため
好ましくなく、また、82原子％を越えると、α鉄
もしくはR2Fe17化合物を生成して水素吸蔵量が
減少するため好ましくないので、60原子％から82
原子％のFeとする。 この発明合金に含有する希土類元素は、Ｙを包
含し、軽希土類及び重希土類を包含するもので、
Ｒとしては軽い希土類をもつて足りる。また、通
例Ｒのうち１種をもつて足りるが、実用上は２種
の混合物（ミツシユメタル、シジム等）を入手上
などの理由により適宜採用することができる。ま
た、このＲは、純希土類元素でなくてもよく、工
業上入手可能な範囲て製造上不可避な不純物を含
有するものでよい。 このＲは10原子％未満ではαFe相が生成するた
め、水素吸蔵特性が劣化し、また、30原子％を越
えると合金内の水素化合物の存在量が減少し、水
素吸蔵性が劣化するため、Ｒ量は10原子％から30
原子％に限定する。 また、この発明合金はＢ，Al，Siのうち少な
くとも１種を含有するが、４原子％未満では合金
内の化合物量が減少し、R2Fe17化合物が生成し
易くなり、水素吸蔵特性が劣化するので好ましく
なく、28原子％を越えると、Ｂ，Siの場合は合金
の融点が非常に高くなりすぎて製造上問題を生
じ、Alの場合は水素吸蔵特性が劣化するため、
４原子％〜28原子％に限定する。 また、この発明合金において、不純物のＰ，
Ｓ，Ｃは４原子％以下、O2量は1000ppm以下で
あることが望ましい。 次に、この発明による水素吸蔵合金の製造方法
を説明する。 この発明により水素吸蔵合金は、例えば、出発
原料として、電解鉄、希土類金属、フエロボロン
合金、Al金属、フエロシリコン合金を所定の配
合量となるように秤量し、その後高周波溶解して
鋳塊に鋳造し、小塊状あるいは粒粉状に粉砕す
る。この場合、水素吸蔵速度の点より粉状のほう
が好ましいが、用途に応じて適宜選定すればよ
い。 小塊状あるいは粒粉状の合金を密閉容器内に挿
入し、水素圧力0.5atm〜20atmで水素を吸蔵させ
る。また、水素放出させるには、上記の水素を吸
蔵した合金を略10-1Torrの真空中あるいは100℃
〜300℃の加熱、または両者の併用によつて容易
に放出させることができる。 この発明による水素吸蔵合金は、従来の同種合
金に比べて比重が小さいため、構造用として軽量
化が可能であり、また、水素吸蔵時の発熱及び水
素放出時の吸熱作用のサイクルを利用して、冷暖
房用のヒートポンプとして利用したり、あるいは
水素ガスエンジン車用の水素タンクとして利用で
きる。 以下に実施例に基づいて、この発明による合金
の水素吸蔵特性を説明する。 出発原料として、純度99.9％の電解鉄、純度
99.7％以上の希土類金属、B19.4％含有のフエロ
ボロン合金、純度99.9％のAl、及び純度99.9％の
Siを使用し、第１表に示す合金組成に秤量配合
し、ついで高周波溶解して鋳塊に鋳造し、鋳塊を
粉砕して100メツシユスルーの粉末となし、この
合金粉末100ｇを容器に入れ、第１表に示す水素
圧力で30分間の水素吸蔵を行ない、このときの水
素吸蔵量を第１表に示す。また、各合金の比重を
測定し、併せて第１表に示す。なお、第１表の合
金組成中のMMはミツシユメタルを表わし、（ ）
内はメツシユメタルの成分を示す。
を吸蔵し、また僅かな加熱ですみやかに水素を放
出でき、水素の吸蔵圧力と放出圧力との差がきわ
めて小さいという特徴を有する新規なFe−Ｒ（Ｙ
を含む希土類元素の少なくとも１種）系水素吸蔵
合金に関する。 従来、水素を吸蔵し、加熱によりこれを放出さ
せる水素吸蔵合金には、RNi5系合金（Ｒは希土
類元素）が代表的であつたが、その主成分である
Niは高価かつ資源的に遍在しており、さらには
構造用材料として、比重が8.0前後と大きい問題
があつた。 そこで、上記RNi5系合金のNiの一部または全
部をFeに置換する試みがなされている。しかし、
RFe合金において、RFe5化合物は存在しないた
め、Feによる置換で水素吸蔵特性が急激に劣化
してしまい、RFe化合物として知られるR2Fe17
化合物は、水素吸蔵量が少なく、水素吸蔵用合金
として不適であつた。 この発明は、安価なFeを主成分として希土類
元素を含有する新規な組成の水素吸蔵合金を目的
としている。 すなわち、この発明は、Fe60原子％〜82原子
％、R10原子％〜30原子％（但しＲはＹを含む希
土類元素の少なくとも１種）に、Ｂ，Al，Siの
少なくとも１種を４原子％〜28原子％含有するこ
とを特徴とする鉄−希土類元素系水素吸蔵合金で
ある。 この発明は、Fe−Ｒ系合金の水素吸蔵性を
種々検討した結果、特定量のFeとＲを基本成分
とし、これにＢ，Al，Siのうち少なくとも１種
を特定量含有させることにより、今まで全く知ら
れていない化合物を生成し、この化合物が従来の
RNi5化合物に匹敵する水素吸蔵性を有すること
を知見したものであり、安価なFeを多量に含有
するため、すぐれた水素吸蔵、放出特性を有する
水素吸蔵合金を著しく安価に提供でき、さらに、
この発明によるFe−Ｒ系合金は、例えばLaNi5系
合金に比べて、その比重を約10％小さくすること
ができ、構造材料として軽量化が可能となる利点
を有する。 以下に組成成分の限定理由を詳述する。 Feは、新規な水素吸蔵合金の必須元素である
が、60原子％未満では水素化合物をつくる化合物
量が減少してしまい、水素吸蔵量が減少するため
好ましくなく、また、82原子％を越えると、α鉄
もしくはR2Fe17化合物を生成して水素吸蔵量が
減少するため好ましくないので、60原子％から82
原子％のFeとする。 この発明合金に含有する希土類元素は、Ｙを包
含し、軽希土類及び重希土類を包含するもので、
Ｒとしては軽い希土類をもつて足りる。また、通
例Ｒのうち１種をもつて足りるが、実用上は２種
の混合物（ミツシユメタル、シジム等）を入手上
などの理由により適宜採用することができる。ま
た、このＲは、純希土類元素でなくてもよく、工
業上入手可能な範囲て製造上不可避な不純物を含
有するものでよい。 このＲは10原子％未満ではαFe相が生成するた
め、水素吸蔵特性が劣化し、また、30原子％を越
えると合金内の水素化合物の存在量が減少し、水
素吸蔵性が劣化するため、Ｒ量は10原子％から30
原子％に限定する。 また、この発明合金はＢ，Al，Siのうち少な
くとも１種を含有するが、４原子％未満では合金
内の化合物量が減少し、R2Fe17化合物が生成し
易くなり、水素吸蔵特性が劣化するので好ましく
なく、28原子％を越えると、Ｂ，Siの場合は合金
の融点が非常に高くなりすぎて製造上問題を生
じ、Alの場合は水素吸蔵特性が劣化するため、
４原子％〜28原子％に限定する。 また、この発明合金において、不純物のＰ，
Ｓ，Ｃは４原子％以下、O2量は1000ppm以下で
あることが望ましい。 次に、この発明による水素吸蔵合金の製造方法
を説明する。 この発明により水素吸蔵合金は、例えば、出発
原料として、電解鉄、希土類金属、フエロボロン
合金、Al金属、フエロシリコン合金を所定の配
合量となるように秤量し、その後高周波溶解して
鋳塊に鋳造し、小塊状あるいは粒粉状に粉砕す
る。この場合、水素吸蔵速度の点より粉状のほう
が好ましいが、用途に応じて適宜選定すればよ
い。 小塊状あるいは粒粉状の合金を密閉容器内に挿
入し、水素圧力0.5atm〜20atmで水素を吸蔵させ
る。また、水素放出させるには、上記の水素を吸
蔵した合金を略10-1Torrの真空中あるいは100℃
〜300℃の加熱、または両者の併用によつて容易
に放出させることができる。 この発明による水素吸蔵合金は、従来の同種合
金に比べて比重が小さいため、構造用として軽量
化が可能であり、また、水素吸蔵時の発熱及び水
素放出時の吸熱作用のサイクルを利用して、冷暖
房用のヒートポンプとして利用したり、あるいは
水素ガスエンジン車用の水素タンクとして利用で
きる。 以下に実施例に基づいて、この発明による合金
の水素吸蔵特性を説明する。 出発原料として、純度99.9％の電解鉄、純度
99.7％以上の希土類金属、B19.4％含有のフエロ
ボロン合金、純度99.9％のAl、及び純度99.9％の
Siを使用し、第１表に示す合金組成に秤量配合
し、ついで高周波溶解して鋳塊に鋳造し、鋳塊を
粉砕して100メツシユスルーの粉末となし、この
合金粉末100ｇを容器に入れ、第１表に示す水素
圧力で30分間の水素吸蔵を行ない、このときの水
素吸蔵量を第１表に示す。また、各合金の比重を
測定し、併せて第１表に示す。なお、第１表の合
金組成中のMMはミツシユメタルを表わし、（ ）
内はメツシユメタルの成分を示す。
【表】
【表】
第１表の結果より明らかな如く、この発明によ
る水素吸蔵合金は、従来のRNi系合金と同等以上
の水素吸蔵性を示し、また、比重も小さいことが
分る。
る水素吸蔵合金は、従来のRNi系合金と同等以上
の水素吸蔵性を示し、また、比重も小さいことが
分る。
Claims (1)
- １ Fe60原子％〜82原子％、R10原子％〜30原子
％（但しＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１
種）に、Ｂ，Al，Siの少なくとも１種を４原子
％〜28原子％含有することを特徴とする鉄−希土
類元素系水素吸蔵合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012679A JPS60155641A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 鉄−希土類元素系水素吸蔵合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012679A JPS60155641A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 鉄−希土類元素系水素吸蔵合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155641A JPS60155641A (ja) | 1985-08-15 |
| JPH0352526B2 true JPH0352526B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=11812061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59012679A Granted JPS60155641A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 鉄−希土類元素系水素吸蔵合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155641A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010057367A1 (zh) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | 包头稀土研究院 | RE-Fe-B系储氢合金及其用途 |
-
1984
- 1984-01-26 JP JP59012679A patent/JPS60155641A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60155641A (ja) | 1985-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |