JPH07126774A - 水素吸蔵複合合金およびその製造方法 - Google Patents
水素吸蔵複合合金およびその製造方法Info
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- JPH07126774A JPH07126774A JP5297424A JP29742493A JPH07126774A JP H07126774 A JPH07126774 A JP H07126774A JP 5297424 A JP5297424 A JP 5297424A JP 29742493 A JP29742493 A JP 29742493A JP H07126774 A JPH07126774 A JP H07126774A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低温且つ低圧で水素を吸蔵するＭｇ系の水素吸
蔵複合合金を提供する。 【構成】Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系
合金粉末との混合物を減圧加熱した後に、水素雰囲気中
加熱と減圧加熱とを交互に繰り返すことにより、Ｍｇ系
水素吸蔵金属（Ｍｇ）と、希土類−遷移元素系合金（Ｙ
−Ｎｉ）と、希土類水素化物（ＹＨ2 ）とが複合されて
なり、且つ上記Ｍｇ系水素吸蔵金属（Ｍｇ）と希土類−
遷移元素系合金（Ｙ−Ｎｉ）との間にＭｇ−遷移元素化
合物（Ｍｇ2 Ｎｉ）が生成している水素吸蔵複合合金を
得る。
蔵複合合金を提供する。 【構成】Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系
合金粉末との混合物を減圧加熱した後に、水素雰囲気中
加熱と減圧加熱とを交互に繰り返すことにより、Ｍｇ系
水素吸蔵金属（Ｍｇ）と、希土類−遷移元素系合金（Ｙ
−Ｎｉ）と、希土類水素化物（ＹＨ2 ）とが複合されて
なり、且つ上記Ｍｇ系水素吸蔵金属（Ｍｇ）と希土類−
遷移元素系合金（Ｙ−Ｎｉ）との間にＭｇ−遷移元素化
合物（Ｍｇ2 Ｎｉ）が生成している水素吸蔵複合合金を
得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水素吸蔵複合合金および
その製造方法に関する。
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】近年、重油、ガソリン等の化石燃料の使用
による大気汚染及び地球温暖化が環境問題として大きく
取り上げられるようになってきており、化石燃料に代わ
るクリーンなエネルギー源として水素が注目を集めてい
る。そして最近、水素を貯蔵しておくことができる水素
吸蔵合金が特に関心を持たれている。
による大気汚染及び地球温暖化が環境問題として大きく
取り上げられるようになってきており、化石燃料に代わ
るクリーンなエネルギー源として水素が注目を集めてい
る。そして最近、水素を貯蔵しておくことができる水素
吸蔵合金が特に関心を持たれている。
【０００３】この水素吸蔵合金は、金属の水素化、解離
の現象を応用して、水素の貯蔵、運搬及びエネルギー変
換を行なうものであるが、この様な水素吸蔵合金におい
てはその水素貯蔵量が大きいことが望ましい。これに対
して、Ｍｇは、７．６重量％の水素を吸蔵することがで
き、水素貯蔵能が高い金属として知られている。
の現象を応用して、水素の貯蔵、運搬及びエネルギー変
換を行なうものであるが、この様な水素吸蔵合金におい
てはその水素貯蔵量が大きいことが望ましい。これに対
して、Ｍｇは、７．６重量％の水素を吸蔵することがで
き、水素貯蔵能が高い金属として知られている。
【０００４】Ｍｇ系水素吸蔵金属の一例は、特開昭６３
−７２８４９号公報に記載されている。このものは、Ｍ
ｇ−Ｎｉ系合金粉末表面に所定量のＮｉ超微粒子を付着
させたものであり、Ｎｉの触媒作用によって水素の吸蔵
・放出速度を高めている。
−７２８４９号公報に記載されている。このものは、Ｍ
ｇ−Ｎｉ系合金粉末表面に所定量のＮｉ超微粒子を付着
させたものであり、Ｎｉの触媒作用によって水素の吸蔵
・放出速度を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｍｇ、Ｍｇ2
Ｃｕ、Ｍｇ2 Ｎｉ等のＭｇ系水素吸蔵金属の水素吸蔵・
放出温度は２５０℃以上と高い。このことは、Ｍｇ系水
素吸蔵金属を収納する貯蔵タンクにきわめて高い高温剛
性が要求されることを意味し、貯蔵タンクの重量増加に
つながるとともに、その使用場所も限定されることにな
る。すなわち、これを例えば水素エンジン自動車の燃料
供給源として使用する場合、上記貯蔵タンクの重量およ
び水素吸蔵合金自身の重量により、自動車の車体全体の
重量が増加し、燃料消費率を悪化させる原因となる。ま
た、自動車の場合は上記水素を吸蔵・放出させるための
高温の熱源を確保することが難しく、さらに、一般車両
においては、高温の熱源を使用すること自体が好ましい
ことではない。
Ｃｕ、Ｍｇ2 Ｎｉ等のＭｇ系水素吸蔵金属の水素吸蔵・
放出温度は２５０℃以上と高い。このことは、Ｍｇ系水
素吸蔵金属を収納する貯蔵タンクにきわめて高い高温剛
性が要求されることを意味し、貯蔵タンクの重量増加に
つながるとともに、その使用場所も限定されることにな
る。すなわち、これを例えば水素エンジン自動車の燃料
供給源として使用する場合、上記貯蔵タンクの重量およ
び水素吸蔵合金自身の重量により、自動車の車体全体の
重量が増加し、燃料消費率を悪化させる原因となる。ま
た、自動車の場合は上記水素を吸蔵・放出させるための
高温の熱源を確保することが難しく、さらに、一般車両
においては、高温の熱源を使用すること自体が好ましい
ことではない。
【０００６】また、上記Ｍｇはその蒸気圧が高いため
に、合金を製造しようとしても融解時に蒸発し易く、ま
た反応性が高いため合金化が難しい、という問題があ
り、合金同士を複合化する場合にはさらに難しくなる。
に、合金を製造しようとしても融解時に蒸発し易く、ま
た反応性が高いため合金化が難しい、という問題があ
り、合金同士を複合化する場合にはさらに難しくなる。
【０００７】すなわち、本発明の課題は、Ｍｇ系の水素
吸蔵金属を用いながらも低温で水素を吸蔵することがで
きる水素吸蔵複合合金を提供すること、並びにＭｇの取
扱いの難しさを克服してそのような水素吸蔵複合合金を
簡単に製造することができる方法を提供することにあ
る。
吸蔵金属を用いながらも低温で水素を吸蔵することがで
きる水素吸蔵複合合金を提供すること、並びにＭｇの取
扱いの難しさを克服してそのような水素吸蔵複合合金を
簡単に製造することができる方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明者
は、このような課題に対して鋭意研究した結果、Ｍｇ系
水素吸蔵金属に、希土類−遷移元素系合金と希土類水素
化物とを複合化させることにより、所期の効果が得られ
ること、また、Ｍｇを一旦水素化させた後にその脱水素
化を行なうと、低温でＭｇ蒸気が発生して複合化すべき
相手材に付着し該Ｍｇと相手材との間で拡散接合を生ず
ることを見出だし、請求項１〜７の各発明を完成したも
のである。
は、このような課題に対して鋭意研究した結果、Ｍｇ系
水素吸蔵金属に、希土類−遷移元素系合金と希土類水素
化物とを複合化させることにより、所期の効果が得られ
ること、また、Ｍｇを一旦水素化させた後にその脱水素
化を行なうと、低温でＭｇ蒸気が発生して複合化すべき
相手材に付着し該Ｍｇと相手材との間で拡散接合を生ず
ることを見出だし、請求項１〜７の各発明を完成したも
のである。
【０００９】すなわち、請求項１に係る発明は、Ｍｇ系
水素吸蔵金属と、希土類−遷移元素系合金と、希土類水
素化物とが複合されてなり、且つ上記Ｍｇ系水素吸蔵金
属と希土類−遷移元素系合金との間にＭｇ−遷移元素化
合物が生成していることを特徴とする水素吸蔵複合合金
である。
水素吸蔵金属と、希土類−遷移元素系合金と、希土類水
素化物とが複合されてなり、且つ上記Ｍｇ系水素吸蔵金
属と希土類−遷移元素系合金との間にＭｇ−遷移元素化
合物が生成していることを特徴とする水素吸蔵複合合金
である。
【００１０】上記水素吸蔵複合合金においては、上記Ｍ
ｇ系水素吸蔵金属やＭｇ−遷移元素化合物が１００℃程
度の低い温度であってもそれほど高い圧力をかけずに水
素を吸蔵する。その理由は必ずしも明確ではないが、上
記Ｍｇ系水素吸蔵金属やＭｇ−遷移元素化合物よりも水
素を吸蔵ないしは通過させるときのポテンシャル障壁が
低い上記希土類−遷移元素系合金と上記希土類水素化物
とが、上記Ｍｇ系水素吸蔵金属やＭｇ−遷移元素化合物
が水素を吸蔵する際の水素の移動を共同して仲立ちし、
当該水素吸蔵における活性化エネルギーを低下させてい
るものと考えられる。
ｇ系水素吸蔵金属やＭｇ−遷移元素化合物が１００℃程
度の低い温度であってもそれほど高い圧力をかけずに水
素を吸蔵する。その理由は必ずしも明確ではないが、上
記Ｍｇ系水素吸蔵金属やＭｇ−遷移元素化合物よりも水
素を吸蔵ないしは通過させるときのポテンシャル障壁が
低い上記希土類−遷移元素系合金と上記希土類水素化物
とが、上記Ｍｇ系水素吸蔵金属やＭｇ−遷移元素化合物
が水素を吸蔵する際の水素の移動を共同して仲立ちし、
当該水素吸蔵における活性化エネルギーを低下させてい
るものと考えられる。
【００１１】実際、後ほど実施例で詳述するが、本発明
に係る水素吸蔵複合合金の水素吸蔵における経時変化を
Ｘ線回折によって観察すると、上記希土類水素化物の組
成が水素吸蔵に伴って変化し、それに伴ってＭｇ水素吸
蔵金属やＭｇ−遷移元素化合物が水素化物に変化してい
ることが確認できた。
に係る水素吸蔵複合合金の水素吸蔵における経時変化を
Ｘ線回折によって観察すると、上記希土類水素化物の組
成が水素吸蔵に伴って変化し、それに伴ってＭｇ水素吸
蔵金属やＭｇ−遷移元素化合物が水素化物に変化してい
ることが確認できた。
【００１２】ここに、上記Ｍｇ系水素吸蔵金属には、Ｍ
ｇ単体だけでなく、Ｍｇ2 Ｃｕ、Ｍｇ2 Ｎｉ等のＭｇ−
遷移元素の合金が含まれる。また、上記希土類−遷移元
素系合金における希土類はＳｃ、Ｙ及びランタノド１５
元素を意味するが、Ｙが好適に採用し得る。遷移元素と
しては、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等が好適である。
ｇ単体だけでなく、Ｍｇ2 Ｃｕ、Ｍｇ2 Ｎｉ等のＭｇ−
遷移元素の合金が含まれる。また、上記希土類−遷移元
素系合金における希土類はＳｃ、Ｙ及びランタノド１５
元素を意味するが、Ｙが好適に採用し得る。遷移元素と
しては、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等が好適である。
【００１３】請求項２に係る発明は、上記請求項１に係
る水素吸蔵複合合金の製造に適した方法であって、Ｍｇ
系水素吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系合金粉末とを
混合し、上記混合物を、上記Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末に
Ｍｇ水素化物が生成し且つ上記希土類−遷移元素系合金
粉末から希土類水素化物が析出するよう、水素雰囲気中
で加熱した後、上記Ｍｇ水素化物が脱水素化し発生する
Ｍｇ蒸気が上記希土類水素化物の析出した後の希土類−
遷移元素系合金粉末に付着してＭｇ粒子を形成するよ
う、減圧下で加熱することにより、上記希土類水素化物
の析出した後の希土類−遷移元素系合金粉末と上記Ｍｇ
粒子との間にＭｇ−遷移元素化合物を生成させることを
特徴とする水素吸蔵複合合金の製造方法である。
る水素吸蔵複合合金の製造に適した方法であって、Ｍｇ
系水素吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系合金粉末とを
混合し、上記混合物を、上記Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末に
Ｍｇ水素化物が生成し且つ上記希土類−遷移元素系合金
粉末から希土類水素化物が析出するよう、水素雰囲気中
で加熱した後、上記Ｍｇ水素化物が脱水素化し発生する
Ｍｇ蒸気が上記希土類水素化物の析出した後の希土類−
遷移元素系合金粉末に付着してＭｇ粒子を形成するよ
う、減圧下で加熱することにより、上記希土類水素化物
の析出した後の希土類−遷移元素系合金粉末と上記Ｍｇ
粒子との間にＭｇ−遷移元素化合物を生成させることを
特徴とする水素吸蔵複合合金の製造方法である。
【００１４】当該発明において、上記混合物を水素雰囲
気中で加熱すると、上記Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末中にＭ
ｇ水素化物が生成し始める。また、上記希土類−遷移元
素系合金粉末は、その希土類元素が水素との親和力が高
いために希土類水素化物を生成し、そのために該希土類
水素化物と、最初とは組成が異なる希土類−遷移元素系
合金とに分解することになる。
気中で加熱すると、上記Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末中にＭ
ｇ水素化物が生成し始める。また、上記希土類−遷移元
素系合金粉末は、その希土類元素が水素との親和力が高
いために希土類水素化物を生成し、そのために該希土類
水素化物と、最初とは組成が異なる希土類−遷移元素系
合金とに分解することになる。
【００１５】そうして、当該発明においては、引き続い
て当該混合物が減圧下で加熱されるが、これにより、上
記Ｍｇ水素化物は脱水素化されてＭｇに戻る。このとき
に加熱温度がＭｇの融点以下であってもＭｇ蒸気が発生
する。これはＭｇ水素化物が水素を解離すると活性化さ
れるためと考えられる。そして、当該Ｍｇ蒸気は先に分
解生成した上記希土類−遷移元素系合金に付着してＭｇ
粒子を形成することになる。すると、加熱下におかれて
いる関係で、上記希土類−遷移元素系合金の遷移元素が
Ｍｇ粒子側に反応拡散し、この希土類−遷移元素系合金
とＭｇ粒子との界面部分にＭｇ−遷移元素化合物が生成
することになる。
て当該混合物が減圧下で加熱されるが、これにより、上
記Ｍｇ水素化物は脱水素化されてＭｇに戻る。このとき
に加熱温度がＭｇの融点以下であってもＭｇ蒸気が発生
する。これはＭｇ水素化物が水素を解離すると活性化さ
れるためと考えられる。そして、当該Ｍｇ蒸気は先に分
解生成した上記希土類−遷移元素系合金に付着してＭｇ
粒子を形成することになる。すると、加熱下におかれて
いる関係で、上記希土類−遷移元素系合金の遷移元素が
Ｍｇ粒子側に反応拡散し、この希土類−遷移元素系合金
とＭｇ粒子との界面部分にＭｇ−遷移元素化合物が生成
することになる。
【００１６】ここに、上記各粉末の粒径は５０〜５００
μｍが好適である。これよりも大きいと粒子の表面積
（反応面積）が小さくなって反応が進行し難くなり、ま
た、５０μｍよりも小さいと、表面酸化を生じ易くな
る。
μｍが好適である。これよりも大きいと粒子の表面積
（反応面積）が小さくなって反応が進行し難くなり、ま
た、５０μｍよりも小さいと、表面酸化を生じ易くな
る。
【００１７】請求項３に係る発明は、上記請求項２に記
載の水素吸蔵複合合金の製造方法において、上記混合物
を水素雰囲気中で加熱する処理と減圧下で加熱する処理
とを交互に繰り返すことを特徴とする。
載の水素吸蔵複合合金の製造方法において、上記混合物
を水素雰囲気中で加熱する処理と減圧下で加熱する処理
とを交互に繰り返すことを特徴とする。
【００１８】当該発明においては、水素雰囲気中加熱処
理と減圧加熱処理との繰り返しにより、上記Ｍｇ水素化
物の生成、上記希土類−遷移元素系合金の希土類水素化
物及び最初とは組成が異なる希土類−遷移元素系合金へ
の分解、Ｍｇ蒸気の発生及び上記希土類−遷移元素系合
金への付着及びＭｇ粒子の形成、Ｍｇ−遷移元素化合物
の生成が進むことになる。
理と減圧加熱処理との繰り返しにより、上記Ｍｇ水素化
物の生成、上記希土類−遷移元素系合金の希土類水素化
物及び最初とは組成が異なる希土類−遷移元素系合金へ
の分解、Ｍｇ蒸気の発生及び上記希土類−遷移元素系合
金への付着及びＭｇ粒子の形成、Ｍｇ−遷移元素化合物
の生成が進むことになる。
【００１９】請求項４に係る発明は、上記請求項３に記
載の水素吸蔵複合合金の製造方法において、上記Ｍｇ系
水素吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系合金粉末とを混
合する工程と、上記水素雰囲気中加熱処理と減圧加熱処
理とを繰り返す工程との間に、上記混合物を減圧下で加
熱する前処理工程を備えていることを特徴とする。
載の水素吸蔵複合合金の製造方法において、上記Ｍｇ系
水素吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系合金粉末とを混
合する工程と、上記水素雰囲気中加熱処理と減圧加熱処
理とを繰り返す工程との間に、上記混合物を減圧下で加
熱する前処理工程を備えていることを特徴とする。
【００２０】当該発明においては、上記前処理工程によ
って、Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末表面及び希土類−遷移元
素系合金粉末表面の不純物が取り除かれ、水素雰囲気中
加熱処理によるＭｇ水素化物の生成、並びに希土類−遷
移元素系合金の希土類水素化物及び最初とは組成が異な
る希土類−遷移元素系合金への分解が効率良く進むこと
になる。
って、Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末表面及び希土類−遷移元
素系合金粉末表面の不純物が取り除かれ、水素雰囲気中
加熱処理によるＭｇ水素化物の生成、並びに希土類−遷
移元素系合金の希土類水素化物及び最初とは組成が異な
る希土類−遷移元素系合金への分解が効率良く進むこと
になる。
【００２１】請求項５に係る発明は、上記請求項２乃至
請求項４のいずれか一つに記載の水素吸蔵複合合金の製
造方法において、上記減圧加熱処理における上記混合物
の加熱温度が２００〜５００℃であることを特徴とす
る。
請求項４のいずれか一つに記載の水素吸蔵複合合金の製
造方法において、上記減圧加熱処理における上記混合物
の加熱温度が２００〜５００℃であることを特徴とす
る。
【００２２】このような温度設定にするのは、２００℃
未満であればＭｇ系水素吸蔵金属粉末及び希土類−遷移
元素系合金粉末と、水素ガスとの反応性が乏しくなり、
また５００℃を越えるような高温であればＭｇの水素化
が逆に不充分になるためである。
未満であればＭｇ系水素吸蔵金属粉末及び希土類−遷移
元素系合金粉末と、水素ガスとの反応性が乏しくなり、
また５００℃を越えるような高温であればＭｇの水素化
が逆に不充分になるためである。
【００２３】請求項６に係る発明は、上記請求項２乃至
請求項５のいずれか一つに記載の水素吸蔵複合合金の製
造方法において、上記水素雰囲気中加熱処理における上
記混合物の加熱温度が２００〜５００℃であることを特
徴とする。
請求項５のいずれか一つに記載の水素吸蔵複合合金の製
造方法において、上記水素雰囲気中加熱処理における上
記混合物の加熱温度が２００〜５００℃であることを特
徴とする。
【００２４】このような温度設定にするのは、２００℃
未満であればＭｇ水素化物の脱水素化が充分に進まず、
また、５００℃を越える高温であれば、Ｍｇ蒸気が希土
類−遷移元素系合金に付着して形成されたＭｇ粒子同士
が軟化して結合し、粉末のシンタリングを招くためであ
る。
未満であればＭｇ水素化物の脱水素化が充分に進まず、
また、５００℃を越える高温であれば、Ｍｇ蒸気が希土
類−遷移元素系合金に付着して形成されたＭｇ粒子同士
が軟化して結合し、粉末のシンタリングを招くためであ
る。
【００２５】請求項７に係る発明は、上記請求項２乃至
請求項６のいずれか一つに記載の水素吸蔵複合合金の製
造方法において、上記水素雰囲気中加熱処理を０．１〜
１０ＭＰａの圧力下で行なうことを特徴とする。
請求項６のいずれか一つに記載の水素吸蔵複合合金の製
造方法において、上記水素雰囲気中加熱処理を０．１〜
１０ＭＰａの圧力下で行なうことを特徴とする。
【００２６】このような圧力設定にするのは、これより
も低い圧力であれば上記各粉末と水素ガスとの反応性が
乏しくなり、また、これよりも高い圧力であれば取扱い
に不便になるからである。
も低い圧力であれば上記各粉末と水素ガスとの反応性が
乏しくなり、また、これよりも高い圧力であれば取扱い
に不便になるからである。
【００２７】
【発明の効果】従って、請求項１に係る発明によれば、
Ｍｇ系水素吸蔵金属と、希土類−遷移元素系合金と、希
土類水素化物とが複合され、且つ上記Ｍｇ系水素吸蔵金
属と希土類−遷移元素系合金との間にＭｇ−遷移元素化
合物が生成しているから、１００℃程度の低い温度であ
ってもそれほど高い圧力をかけずに水素を吸蔵させるこ
とができるようになる。
Ｍｇ系水素吸蔵金属と、希土類−遷移元素系合金と、希
土類水素化物とが複合され、且つ上記Ｍｇ系水素吸蔵金
属と希土類−遷移元素系合金との間にＭｇ−遷移元素化
合物が生成しているから、１００℃程度の低い温度であ
ってもそれほど高い圧力をかけずに水素を吸蔵させるこ
とができるようになる。
【００２８】請求項２に係る発明によれば、Ｍｇ系水素
吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系合金粉末との混合物
を水素雰囲気中で加熱した後、減圧下で加熱するように
したから、Ｍｇの蒸気圧が高くその取扱いが本来は難し
いにも拘らず、これを希土類−遷移元素系合金上で簡単
に粒子化させて該希土類−遷移元素系合金の遷移元素を
Ｍｇ粒子側に反応拡散させ、この希土類−遷移元素系合
金とＭｇ粒子との界面部分にＭｇ−遷移元素化合物を生
成させて、所期の水素吸蔵複合合金を得ることができる
ようになる。
吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系合金粉末との混合物
を水素雰囲気中で加熱した後、減圧下で加熱するように
したから、Ｍｇの蒸気圧が高くその取扱いが本来は難し
いにも拘らず、これを希土類−遷移元素系合金上で簡単
に粒子化させて該希土類−遷移元素系合金の遷移元素を
Ｍｇ粒子側に反応拡散させ、この希土類−遷移元素系合
金とＭｇ粒子との界面部分にＭｇ−遷移元素化合物を生
成させて、所期の水素吸蔵複合合金を得ることができる
ようになる。
【００２９】請求項３に係る発明によれば、上記粉末の
混合物を水素雰囲気中で加熱する処理と減圧下で加熱す
る処理とを交互に繰り返すようにしたから、所期の水素
吸蔵複合合金を確実に得ることができるようになる。
混合物を水素雰囲気中で加熱する処理と減圧下で加熱す
る処理とを交互に繰り返すようにしたから、所期の水素
吸蔵複合合金を確実に得ることができるようになる。
【００３０】請求項４に係る発明によれば、Ｍｇ系水素
吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系合金粉末とを混合す
る工程と、水素雰囲気中加熱処理と減圧加熱処理とを繰
り返す工程との間に、上記混合物を減圧下で加熱する前
処理工程を備えているから、粉末表面の不純物を取り除
いて、水素雰囲気中加熱処理によるＭｇ水素化物の生
成、並びに希土類−遷移元素系合金の分解を効率良く進
めることができるようになる。
吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系合金粉末とを混合す
る工程と、水素雰囲気中加熱処理と減圧加熱処理とを繰
り返す工程との間に、上記混合物を減圧下で加熱する前
処理工程を備えているから、粉末表面の不純物を取り除
いて、水素雰囲気中加熱処理によるＭｇ水素化物の生
成、並びに希土類−遷移元素系合金の分解を効率良く進
めることができるようになる。
【００３１】請求項５に係る発明によれば、上記減圧加
熱処理における上記混合物の加熱温度を２００〜５００
℃に設定したから、Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末及び希土類
−遷移元素系合金粉末と、水素ガスとの反応性を効率良
く進めることができるようになる。
熱処理における上記混合物の加熱温度を２００〜５００
℃に設定したから、Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末及び希土類
−遷移元素系合金粉末と、水素ガスとの反応性を効率良
く進めることができるようになる。
【００３２】請求項６に係る発明によれば、上記水素雰
囲気中加熱処理における上記混合物の加熱温度を２００
〜５００℃に設定したから、粉末のシンタリングを招く
ことなく、Ｍｇ水素化物の脱水素化を効率良く進めるこ
とができる。
囲気中加熱処理における上記混合物の加熱温度を２００
〜５００℃に設定したから、粉末のシンタリングを招く
ことなく、Ｍｇ水素化物の脱水素化を効率良く進めるこ
とができる。
【００３３】請求項７に係る発明に係る発明によれば、
上記水素雰囲気中加熱処理を０．１〜１０ＭＰａの圧力
下で行なうようにしたから、上記各粉末と水素ガスとを
充分に反応させることができる。
上記水素雰囲気中加熱処理を０．１〜１０ＭＰａの圧力
下で行なうようにしたから、上記各粉末と水素ガスとを
充分に反応させることができる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００３５】−製造工程− 図１には本発明に係る水素吸蔵複合合金の製造工程が示
されている。以下、工程順にその製造方法を説明する。
されている。以下、工程順にその製造方法を説明する。
【００３６】 粉末混合 Ｍｇ系水素吸蔵金属としてのＭｇ粉末と、希土類−遷移
元素系合金粉末としてのＹＮｉ2 合金粉末とを混合し
た。これらの粉末はいずれも粒径１５０μｍ以下であ
る。
元素系合金粉末としてのＹＮｉ2 合金粉末とを混合し
た。これらの粉末はいずれも粒径１５０μｍ以下であ
る。
【００３７】 前処理（減圧加熱） 上記粉末の混合物を真空引き可能な加熱炉に入れ、１０
-5Torrの減圧下で４００℃に加熱した。減圧加熱時間は
０．５時間である。
-5Torrの減圧下で４００℃に加熱した。減圧加熱時間は
０．５時間である。
【００３８】 水素雰囲気中加熱処理 上記加熱炉に水素ガスを導入した。水素ガス圧は５ＭＰ
ａとし、また、炉内温度についてはそのまま４００℃に
保った。水素雰囲気中での加熱時間は１０時間である。
ａとし、また、炉内温度についてはそのまま４００℃に
保った。水素雰囲気中での加熱時間は１０時間である。
【００３９】 減圧加熱 上記加熱炉から水素ガスを排気し、真空度を再び１０-5
Torrとした。炉内温度については引き続き４００℃を保
持した。この減圧加熱時間は１時間である。
Torrとした。炉内温度については引き続き４００℃を保
持した。この減圧加熱時間は１時間である。
【００４０】 水素雰囲気中加熱処理 再び上記加熱炉に水素ガスを導入し、水素ガス圧５ＭＰ
ａで４００℃の加熱処理を１時間行なった。
ａで４００℃の加熱処理を１時間行なった。
【００４１】 上記の処理を行なった後、の処理
との処理とを交互に１０回繰り返した。
との処理とを交互に１０回繰り返した。
【００４２】なお、以上の，の各処理において、減
圧加熱における真空度は１０-5Torr以上が好適である。
圧加熱における真空度は１０-5Torr以上が好適である。
【００４３】−上記処理による混合物の変化について−
図２は上記各処理による粉末の状態を示すＸ線回折図で
ある。
図２は上記各処理による粉末の状態を示すＸ線回折図で
ある。
【００４４】上記前処理を行なった状態では、図２
（ａ）に示すように、Ｍｇ、ＹＮｉ2のみが現れてい
る。
（ａ）に示すように、Ｍｇ、ＹＮｉ2のみが現れてい
る。
【００４５】上記水素雰囲気中加熱処理を行なった状
態では、時間の経過にしたがって、図２（ｂ），（ｃ）
に示すように、ＭｇＨ2 が現れているとともに、ＹＮｉ
2 が水素化してなるＹＮｉ2 Ｈx が現れ、ＹＮｉ2 は最
終的には図２（ｄ）に示すように、Ｙ−ＮｉとＹＨ2 と
に分解している。
態では、時間の経過にしたがって、図２（ｂ），（ｃ）
に示すように、ＭｇＨ2 が現れているとともに、ＹＮｉ
2 が水素化してなるＹＮｉ2 Ｈx が現れ、ＹＮｉ2 は最
終的には図２（ｄ）に示すように、Ｙ−ＮｉとＹＨ2 と
に分解している。
【００４６】上記減圧加熱を行なった状態では、図２
（ｅ）に示すように、ＭｇＨ2 は脱水素化されてＭｇの
ピークが高くなっているとともにＭｇ2 Ｎｉが現れてい
る。その結果、当該混合物はＭｇ、Ｙ−Ｎｉ、ＹＨ2 及
びＭｇ2 Ｎｉにより構成される水素吸蔵複合合金になっ
ており、ＭｇとＹ−Ｎｉとの反応によりＮｉが拡散して
Ｍｇ2 Ｎｉ生成していることがわかる。
（ｅ）に示すように、ＭｇＨ2 は脱水素化されてＭｇの
ピークが高くなっているとともにＭｇ2 Ｎｉが現れてい
る。その結果、当該混合物はＭｇ、Ｙ−Ｎｉ、ＹＨ2 及
びＭｇ2 Ｎｉにより構成される水素吸蔵複合合金になっ
ており、ＭｇとＹ−Ｎｉとの反応によりＮｉが拡散して
Ｍｇ2 Ｎｉ生成していることがわかる。
【００４７】上記前処理終了段階の上記混合物の粒子
状態を図３に、上記の工程終了端会のものを図４に、
それぞれ走査型電子顕微鏡写真で示す。図３において、
角が尖った粒子（例えば写真中央の逆三角形状に表れて
いるもの）がＹＮｉ2 であり、角がほとんどない粒子
（例えば上記ＹＮｉ2 粒子の右下に表れているもの）が
Ｍｇである。また、図４においては、比較的大きな粒子
の表面に小さな粒子が固着しているが、この表面の小さ
な粒子はＭｇであり、該Ｍｇ粒子が固着している大きな
粒子がＹ−ＮｉおよびＹＨ2 である。この小さなＭｇ粒
子は、上記減圧加熱によってＭｇ蒸気が発生しこれが
Ｙ−ＮｉおよびＹＨ2 粒子に付着して形成されたものと
認められる。
状態を図３に、上記の工程終了端会のものを図４に、
それぞれ走査型電子顕微鏡写真で示す。図３において、
角が尖った粒子（例えば写真中央の逆三角形状に表れて
いるもの）がＹＮｉ2 であり、角がほとんどない粒子
（例えば上記ＹＮｉ2 粒子の右下に表れているもの）が
Ｍｇである。また、図４においては、比較的大きな粒子
の表面に小さな粒子が固着しているが、この表面の小さ
な粒子はＭｇであり、該Ｍｇ粒子が固着している大きな
粒子がＹ−ＮｉおよびＹＨ2 である。この小さなＭｇ粒
子は、上記減圧加熱によってＭｇ蒸気が発生しこれが
Ｙ−ＮｉおよびＹＨ2 粒子に付着して形成されたものと
認められる。
【００４８】図５は上記小さなＭｇ粒子が固着している
Ｙ−ＮｉおよびＹＨ2 粒子を粉砕してなる水素吸蔵複合
合金１を示すものである。同図において、２はＭｇ金
属、３はＹ−ＮｉおよびＹＨ2 よりなる合金であり、こ
の両者の間にＭｇ2 Ｎｉが形成されているものである。
Ｙ−ＮｉおよびＹＨ2 粒子を粉砕してなる水素吸蔵複合
合金１を示すものである。同図において、２はＭｇ金
属、３はＹ−ＮｉおよびＹＨ2 よりなる合金であり、こ
の両者の間にＭｇ2 Ｎｉが形成されているものである。
【００４９】−上記水素吸蔵複合合金の水素吸蔵特性に
ついて− 上記水素吸蔵複合合金に１００℃、５ＭＰａの条件で水
素を吸蔵させたところ当該合金は図６に示す経時変化を
示した。すなわち、ＹＨ2 のピークが漸次低下している
のに伴ってＹＨ3 のピークが漸次高くなっている。ま
た、Ｍｇ2 Ｎｉのピークが漸次低下しているのに伴って
Ｍｇ2 ＮｉＨ0.3 及びＭｇ2 ＮｉＨ4 が現れ、後者のピ
ークが漸次大きくなっている。また、Ｍｇはピークが漸
次低くなっており、これはＭｇ水素化物の生成のためと
認められる。
ついて− 上記水素吸蔵複合合金に１００℃、５ＭＰａの条件で水
素を吸蔵させたところ当該合金は図６に示す経時変化を
示した。すなわち、ＹＨ2 のピークが漸次低下している
のに伴ってＹＨ3 のピークが漸次高くなっている。ま
た、Ｍｇ2 Ｎｉのピークが漸次低下しているのに伴って
Ｍｇ2 ＮｉＨ0.3 及びＭｇ2 ＮｉＨ4 が現れ、後者のピ
ークが漸次大きくなっている。また、Ｍｇはピークが漸
次低くなっており、これはＭｇ水素化物の生成のためと
認められる。
【００５０】図７は水素吸蔵複合合金の水素吸蔵におけ
る圧力依存性を示すものである。すなわち、１００℃、
水素ガス圧力１ＭＰａ、３ＭＰａ、５ＭＰａにおいて１
０時間の保持した。水素ガス圧力が高くなるにつれて、
ＹＨ2 のピークが漸次低下している一方、ＹＨ3 のピー
クが漸次高くなっている。また、Ｍｇ2 Ｎｉのピークが
漸次低下している一方、Ｍｇ2 ＮｉＨ0.3 及びＭｇ2 Ｎ
ｉＨ4 が現れ、後者のピークが漸次大きくなっている。
また、Ｍｇはピークが漸次低くなっている。
る圧力依存性を示すものである。すなわち、１００℃、
水素ガス圧力１ＭＰａ、３ＭＰａ、５ＭＰａにおいて１
０時間の保持した。水素ガス圧力が高くなるにつれて、
ＹＨ2 のピークが漸次低下している一方、ＹＨ3 のピー
クが漸次高くなっている。また、Ｍｇ2 Ｎｉのピークが
漸次低下している一方、Ｍｇ2 ＮｉＨ0.3 及びＭｇ2 Ｎ
ｉＨ4 が現れ、後者のピークが漸次大きくなっている。
また、Ｍｇはピークが漸次低くなっている。
【００５１】従って、図６及び図７の結果から、上記水
素吸蔵複合合金が低温で水素を吸蔵すること、しかも比
較的低い圧力で水素を吸蔵することがわかる。
素吸蔵複合合金が低温で水素を吸蔵すること、しかも比
較的低い圧力で水素を吸蔵することがわかる。
【図１】水素吸蔵複合合金の製造工程を示すブロック図
【図２】水素吸蔵複合合金の製造過程での原材料の金属
ないしは合金の変化を示すＸ線回折図
ないしは合金の変化を示すＸ線回折図
【図３】水素雰囲気中加熱処理前の粉末混合物の粒子構
造を示す顕微鏡写真
造を示す顕微鏡写真
【図４】減圧加熱及び水素雰囲気中加熱を繰り返した後
の粉末混合物の粒子構造を示す顕微鏡写真
の粉末混合物の粒子構造を示す顕微鏡写真
【図５】水素吸蔵複合合金の正面図
【図６】水素吸蔵複合合金が水素を吸蔵する際の金属な
いしは合金の経時変化を示すＸ線回折図
いしは合金の経時変化を示すＸ線回折図
【図７】水素吸蔵複合合金の水素吸蔵における圧力依存
性を示すＸ線回折図
性を示すＸ線回折図
１ 水素吸蔵複合合金 ２ Ｍｇ金属 ３ Ｙ−ＮｉおよびＹＨ2 よりなる合金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 博信 広島県東広島市高屋高美が丘５丁目２−２ −606 (72)発明者 折茂 慎一 広島県東広島市西条町御薗字326−202
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｍｇ系水素吸蔵金属と、希土類−遷移元
素系合金と、希土類水素化物とが複合されてなり、且つ
上記Ｍｇ系水素吸蔵金属と希土類−遷移元素系合金との
間にＭｇ−遷移元素化合物が生成していることを特徴と
する水素吸蔵複合合金。 - 【請求項２】 Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末と希土類−遷移
元素系合金粉末とを混合し、 上記混合物を、上記Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末にＭｇ水素
化物が生成し且つ上記希土類−遷移元素系合金粉末から
希土類水素化物が析出するよう、水素雰囲気中で加熱し
た後、 上記Ｍｇ水素化物が脱水素化し発生するＭｇ蒸気が上記
希土類水素化物の析出した後の希土類−遷移元素系合金
粉末に付着してＭｇ粒子を形成するよう、減圧下で加熱
することにより、 上記希土類水素化物の析出した後の希土類−遷移元素系
合金粉末と上記Ｍｇ粒子との間にＭｇ−遷移元素化合物
を生成させることを特徴とする水素吸蔵複合合金の製造
方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の水素吸蔵複合合金の製
造方法において、 上記混合物を水素雰囲気中で加熱する処理と減圧下で加
熱する処理とを交互に繰り返すことを特徴とする水素吸
蔵複合合金の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の水素吸蔵複合合金の製
造方法において、 上記Ｍｇ系水素吸蔵金属粉末と希土類−遷移元素系合金
粉末とを混合する工程と、上記水素雰囲気中加熱処理と
減圧加熱処理とを繰り返す工程との間に、上記混合物を
減圧下で加熱する前処理工程を備えていることを特徴と
する水素吸蔵複合合金の製造方法。 - 【請求項５】 請求項２乃至請求項４のいずれか一つに
記載の水素吸蔵複合合金の製造方法において、 上記減圧加熱処理における上記混合物の加熱温度が２０
０〜５００℃であることを特徴とする水素吸蔵複合合金
の製造方法。 - 【請求項６】 請求項２乃至請求項５のいずれか一つに
記載の水素吸蔵複合合金の製造方法において、 上記水素雰囲気中加熱処理における上記混合物の加熱温
度が２００〜５００℃であることを特徴とする水素吸蔵
複合合金の製造方法。 - 【請求項７】 請求項２乃至請求項６のいずれか一つに
記載の水素吸蔵複合合金の製造方法において、 上記水素雰囲気中加熱処理を０．１〜１０ＭＰａの圧力
下で行なうことを特徴とする水素吸蔵複合合金の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29742493A JP3383695B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 水素吸蔵複合合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29742493A JP3383695B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 水素吸蔵複合合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07126774A true JPH07126774A (ja) | 1995-05-16 |
| JP3383695B2 JP3383695B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=17846337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29742493A Expired - Fee Related JP3383695B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 水素吸蔵複合合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383695B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100351413C (zh) * | 2005-12-01 | 2007-11-28 | 广州有色金属研究院 | 一种高容量稀土镁基贮氢合金制备方法 |
| WO2008035310A1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-03-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Hydrogen storage material, electrochemically active material, electrochemical cell and electronic equipment |
| KR20160058780A (ko) * | 2013-09-25 | 2016-05-25 | 다이헤이요 세멘토 가부시키가이샤 | 금속수소화물의 제조법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101247127B1 (ko) * | 2010-11-24 | 2013-03-29 | 한국세라믹기술원 | 마그네슘수소화물 분말의 제조방법 |
-
1993
- 1993-11-01 JP JP29742493A patent/JP3383695B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100351413C (zh) * | 2005-12-01 | 2007-11-28 | 广州有色金属研究院 | 一种高容量稀土镁基贮氢合金制备方法 |
| WO2008035310A1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-03-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Hydrogen storage material, electrochemically active material, electrochemical cell and electronic equipment |
| KR20160058780A (ko) * | 2013-09-25 | 2016-05-25 | 다이헤이요 세멘토 가부시키가이샤 | 금속수소화물의 제조법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3383695B2 (ja) | 2003-03-04 |
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