JPH0438682B2

JPH0438682B2 -

Info

Publication number: JPH0438682B2
Application number: JP14547386A
Authority: JP
Priority date: 1986-06-21
Filing date: 1986-06-21
Publication date: 1992-06-25
Also published as: JPS632801A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は水素ガス生成材に関する。（従来の技術）従来、水素ガスを生成させる方法としては、金
属を酸やアルカリと反応させる方法及び水を電気
分解する方法が知られているが、前者は工業的に
利用することが困難であることから、工業的には
電気分解法が一般に採用されている。また、最近
では、水を熱化学的に分解する方法も提案されて
いる。（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、電気分解法や水の熱化学的分解
法では、多大の電力や熱エネルギーを必要とする
問題がある。従つて、本発明は安価で、電気や熱等のエネル
ギーを必要とせず、水素ガス生成能率が高く、し
かも環境汚染の恐れのない水素ガス生成材を得る
ことを目的とするものである。（問題点を解決するための手段）本発明は、前記問題を解決する手段として、金
属微粒が積重された層状組織を有し、前記金属微
粒が、錫５〜50％、残部アルミニウム及び不可避
的不純物からなるアルミニウム合金からなること
を特徴とする水素ガス生成材を提供するものであ
る。本発明の実施態様においては、前記水素ガス生
成材は金属微粒が偏平状の微粒となつて積み重な
つた層状組織の積層体で形成される。水素ガス生成材また、本発明は、基体上に形成された金属の溶
射皮膜からなり、該金属溶射皮膜が錫５〜50％、
残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるア
ルミニウム合金の線材を用いて形成されているこ
とを特徴とする水素ガス生成材を提供するもので
ある。この場合、基体材料としては、軟鋼、アル
ミニウム、銅その他の金属材料、アクリル樹脂そ
の他のプラスチツク、ガラス、セラミツクなど、
任意のものを使用できる。また、基体の形状は、
板状、シート状、帯状その他任意の形状を採用で
きる。（作用）本発明に係る水素ガス生成材は、水に浸漬する
だけでアルミニウム合金が水と反応して高純度の
水素ガスを生成する。特に、基体としてアルミニ
ウムを採用した場合には、水素ガス生成速度が著
しく増大する。一般に、アルミニウムは大気中でも表面が酸化
されて不動態となるため、水や温水に浸漬しても
反応しないことは周知である。しかし、驚くべき
ことに、アルミニウムに錫を所定量添加したアル
ミニウム合金は、常温の水に浸漬しただけでも水
と反応して水素ガスを発生する。しかも、水素ガ
スの生成速度は、温度の上昇と共に増大し、この
アルミニウム合金を用いて基体上に溶射皮膜その
他の金属微粒からなる層状組織を有する積層体を
形成すると、合金そのものの水素ガス生成速度の
約70〜80倍に達することが明らかとなつた。本発
明は、この知見に基づいて完成されたものであ
る。本発明に係るアルミニウム合金及びその溶射皮
膜が水と反応して水素ガスを生成する理由及びそ
の反応機構等は解明されていないが、アルミニウ
ム中に錫をその固溶限以上に均一に固溶させたこ
とに起因するものと推測される。また、溶射皮膜
にした場合、水素ガス生成速度が著しく増大する
のは、溶射粒子が偏平状となつて積み重なつた層
状組織となつて活性化するためと推測される。アルミニウム合金の生分組成を限定した理由は
次の通りである。錫の含有量を５〜50％としたの
は、錫の含有量が５％未満あるいは50％を越える
と、水素の発生が殆ど見られず、本発明の目的を
達成できないからである。なお、アルミニウム及
び錫はできるだけ高純度のものを使用するのが好
ましい。本発明に係る水素ガス生成材は、例えば、内壁
面を溶湯の凝固点以上の温度に維持させた鋳型に
その一端側からアルミニウム合金の溶湯を供給
し、他端側から凝固させつつ水平方向に引き抜い
て連続鋳造し、得られるアルミニウム合金を線引
加工し、この線材を用いて火炎溶射法等により基
体上に溶射皮膜を形成することによつて製造でき
る。なお、アルミニウムと錫の融点及び密度が著し
く相異し、またアルミニウム中への錫の固溶度が
非常に小さいため、鋳型を冷却しながらアルミニ
ウム合金を製造する方法では、偏析を起こしたり
欠陥を生じ易いため均質なものを得難いので、溶
湯そのもので直接溶射皮膜を形成するようにして
もよい。（実施例）第１図に示す連続鋳造装置を用い、次のように
してアルミニウム合金を鋳造した。図中、１は電
気炉、２は黒鉛ルツボ、３は加熱鋳型、４はヒー
タ、５は冷却装置、６はピンチローラ、７は溶
湯、８は鋳塊、９は冷却水供給口である。まず、純度99.99％のアルミニウム（Al）と純
度99.9％の錫（Sn）とを原料として用い、これら
を第１表に示す組成に配合し、電気炉１内で溶融
させる一方、ヒータ４により鋳型３を鋳造材料の
凝固点以上の温度に加熱、維持させ、ダミーバー
（図示せず）を鋳型内にセツトした。次に、電気
炉１の黒鉛ルツボ２内に押し込み棒（図示せず）
を挿入して、溶湯を鋳型３内に充填し、更に、冷
却装置５に冷却水を供給しながらピンチローラ６
を回転駆動させて、ダミーバーを引き抜くことに
より鋳造を開始し、それぞれ直径８mmのアルミニ
ウム合金の鋳塊を得た。なお、ダミーバーの引き
抜きにより溶湯は鋳型出口近傍で凝固殻を形成す
るが、鋳型がアルミニウム合金の融点以上に加熱
されているため、その凝固界面は、図示のように
鋳型内に突出した形状となる。凝固した鋳塊８は
冷却装置５により更に冷却される。ついで第１表
に示す成分組成の各アルミニウム合金鋳塊を線引
加工して直径3.2mmの線材を得た。

【表】

【表】また、これとは別に、厚さ５mmのアルミニウム
板及びアクリル板を基体とし、その表面にブラス
ト圧力６Kg／mmでアルミナグリツト（＃30）を吹
き付けてブラスト処理して基体を用意した。前記各線材を用いてガス溶線式フレーム溶射法
により下記条件下で溶射し、前記基体上に厚さ
0.5mmの溶射皮膜を形成して、幅10mm、長さ20mm、
水素ガス生成材の試料を得た。なお、試料番号１
〜８のものは、対応する番号の線材を用いてアル
ミニウム上に溶射皮膜を形成したものであり、番
号９〜16の試料は対応する番号の線材を用いてア
クリル板上に溶射皮膜を形成したものである。（溶射条件）ノズル径：3.175mm エアキヤツプ：EC ガス流量：アセチレン 17／min 酸素 32／min 空気 780／min ワイヤ送給速度：3.72m／min 溶射距離：200mm 恒温水槽内の水をそれぞれ20℃、30℃、50℃、
75℃の所定温度に維持し、その中に水を満たした
メスシリンダを倒立させた後、各試験片を入れた
フラスコを水槽内に設置し、試験片から発生する
ガスをメスシリンダで採取して、そのガスによる
水置換量から生成速度を計測した。その結果を第
２表および第２図〜第３図に示す。

【表】第２表の結果から明らかなように、本発明に係
る水素ガス生成材は、常温でも水素ガス生成速度
が旧式電解槽の約20倍以上と極めて速く、高温に
なるほど生成速度が増大する。ちなみに、旧式電
解槽（印加電圧2V、電流密度0.1A／mm²）は常温
では22ml／hr・cm²であり、75℃では約ml／hr・
cm²である。第２図はアルミニウム板を基体として形成した
溶射皮膜からなる各水素ガス生成材を水中に浸漬
した場合の水素ガス生成速度と水温との関係を、
また、第３図はアクリル板製基体上に形成した溶
射皮膜からなる各水素ガス生成材を水中に浸漬し
た場合の水素ガス生成速度と水温との関係をそれ
ぞれ示す。図から明らかなように、水素ガス生成速度は温
度及び錫含有量に大きく依存する。また、第２図
及び第３図の比較から明らかなように、水素ガス
生成速度は、基体の材料によつても変化し、基体
としてアルミニウム板を使用した場合に特に水素
ガス生成速度が速い。（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、安価で無害な材料を用いて水素ガス生成材を
得ることができ、しかも、水素ガス生成に電力を
その他のエネルギーを必要とせず、75℃では旧式
電解槽の約300倍にも達する水素ガス生成速度が
得られるなど優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水素ガス生成材の材料で
あるアルミニウム合金の製造に使用する連続鋳造
装置の概略断面図、第２図及び第３図は本発明に
係る水素ガス生成材の水素ガス生成速度と温度と
の関係を示す図である。１……電気炉、２……黒鉛ルツボ、３……加熱
鋳型、４……ヒータ、５……冷却装置、６……ピ
ンチローラ、７……溶湯、８……鋳塊、９……冷
却水供給口。

Claims

【特許請求の範囲】１金属微粒が積重された層状組織を有し、前記
金属微粒が、錫５〜50％、残部アルミニウム及び
不可避的不純物からなるアルミニウム合金からな
ることを特徴とする水素ガス生成材。２基体上に形成された金属溶射皮膜からなり、
該金属溶射皮膜が錫５〜50％、残部アルミニウム
及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金の
線材を用いて形成されていることを特徴とする水
素ガス生成材。