JPH0762198B2 - 水素生成用アルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents
水素生成用アルミニウム合金及びその製造方法Info
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- JPH0762198B2 JPH0762198B2 JP10672786A JP10672786A JPH0762198B2 JP H0762198 B2 JPH0762198 B2 JP H0762198B2 JP 10672786 A JP10672786 A JP 10672786A JP 10672786 A JP10672786 A JP 10672786A JP H0762198 B2 JPH0762198 B2 JP H0762198B2
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- water
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- 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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Description
本発明は、例えば水と反応させることによって水素ガス
を生成せしむる為の水素生成用アルミニウム合金に関す
るものである。
を生成せしむる為の水素生成用アルミニウム合金に関す
るものである。
【従来技術とその問題点】 1973年に起きたオイルショックが契機となって、人類の
エネルギー消費の異常なまでの増大傾向に伴なう資源問
題と公害問題からクリーンな石油代替エネルギー資源へ
の転換の必要性がより高いものとなっている。 そして、このような観点から水素ガスが注目されてきて
おり、今日では、工業原料として水素ガスを要する場合
には、天然ガス又はナフサからの蒸気改質や、他の化学
工程での副産物から得られており、高純度なものを要す
る場合には、水の電解法によって得られている。 水素ガスの製造法としてはこの他にも非常に多くの方法
があり、特にオイルショック以後においては無尽蔵で無
公害なエネルギーメディアとして水分解に基ずく水素ガ
スの生成が注目されるところとなり、一部において、水
と容易に反応し水素ガスを生成する第III族のアルミニ
ウムに対する研究が行なわれている。 すなわち、アルミニウムは、本来においては上述の通り
水と容易に反応して水素ガスを生成する特性を有するも
のの、表面に生じた緻密な酸化被膜が酸化反応の内部進
行を阻止してしまうことから、通常においては水とほと
んど反応しないものとなっており、そこでこのような問
題を解決する為に、つまりアルミニウムと水とを継続的
に反応せしめる方法として、アルミニウムが水銀に溶解
することに注目して、アルミニウム表面に水銀被膜を形
成せしめ、その膜中を泳動・拡散したアルミニウム原子
と水分子とを被膜表面上で反応させることによって水素
ガスを生成させることが一部で提案されている。 しかし、この水銀アマルガムを利用する方法は、この水
銀による公害問題が引き起こされることになり、実用化
の上では致命的な欠点がある。
エネルギー消費の異常なまでの増大傾向に伴なう資源問
題と公害問題からクリーンな石油代替エネルギー資源へ
の転換の必要性がより高いものとなっている。 そして、このような観点から水素ガスが注目されてきて
おり、今日では、工業原料として水素ガスを要する場合
には、天然ガス又はナフサからの蒸気改質や、他の化学
工程での副産物から得られており、高純度なものを要す
る場合には、水の電解法によって得られている。 水素ガスの製造法としてはこの他にも非常に多くの方法
があり、特にオイルショック以後においては無尽蔵で無
公害なエネルギーメディアとして水分解に基ずく水素ガ
スの生成が注目されるところとなり、一部において、水
と容易に反応し水素ガスを生成する第III族のアルミニ
ウムに対する研究が行なわれている。 すなわち、アルミニウムは、本来においては上述の通り
水と容易に反応して水素ガスを生成する特性を有するも
のの、表面に生じた緻密な酸化被膜が酸化反応の内部進
行を阻止してしまうことから、通常においては水とほと
んど反応しないものとなっており、そこでこのような問
題を解決する為に、つまりアルミニウムと水とを継続的
に反応せしめる方法として、アルミニウムが水銀に溶解
することに注目して、アルミニウム表面に水銀被膜を形
成せしめ、その膜中を泳動・拡散したアルミニウム原子
と水分子とを被膜表面上で反応させることによって水素
ガスを生成させることが一部で提案されている。 しかし、この水銀アマルガムを利用する方法は、この水
銀による公害問題が引き起こされることになり、実用化
の上では致命的な欠点がある。
本発明者は、水と反応させることによって水素ガスを生
成せしむる為の材料としては第III族に属するAlが基本
的に望ましいものであるとの観点から鋭意研究を押し進
めた結果、Al−Bi系合金を約104℃/sec以上の凝固速度
で溶湯から超急冷凝固させてなるアルミニウム合金は、
水に対して著しく活性なものであり、そして水素ガスを
生成せしむることを見出したのである。 すなわち、Al−Bi系合金の溶湯を約104℃/sec以上の凝
固速度で超急冷凝固させることによって得たアルミニウ
ム合金は、BiがAl素地中に充分微細に晶出分散した超急
冷凝固組織を有していることから、このような組織のAl
−Bi系合金は電気化学的に卑なものとなり、水に対して
高い活性を示し、水と継続的に反応して水素ガスを生成
せしむることを見出したのである。 尚、ここで約104℃/sec以上の凝固速度で凝固させるこ
とは極めて重要な因子であって、本発明の必須構成要件
であり、又、単にアルミニウムを約104℃/sec以上の凝
固速度で凝固させるのみでも不充分であって、必ずBiを
も含有していることが必須の要件である。 但し、このBiの含有割合は、Biが多少でも含まれている
と、Biを全く含んでいない場合に比べれば大きな効果、
すなわちAl合金を活性化して水との反応性を高める効果
があるものの、望ましくは約0.5重量％以上含まれてい
ることが水素ガス生成速度等の点から好ましい。 又、Biの含有割合が多くなっても差し支えないものでは
あるが、すなわち、Biの含有割合が多くなるにつれて水
素ガス生成速度が大きくなる傾向があるものの、このBi
の成分は水と反応して水素ガスを生成せしむるものでは
なく、Biの含有量の増大につれてこのアルミニウム合金
より生成する水素ガスの絶対量は相対的に低下すること
から、望ましくは約20重量％以下、より一層望ましくは
約10重量％以下であることが好ましい。 又、本発明の水素生成用アルミニウム合金は約104℃/se
c以上の凝固速度で凝固させられたものであれば、その
凝固法の如何は問われないものではあるが、非晶質合金
の製造に際して用いられる容器に形成したスリットから
水冷回転ロールの表面に吹き付ける方法を用いるなら
ば、薄帯状の水素生成用Al−Bi系合金が得られ、表面積
が大きな材料となることから、本発明になるアルミニウ
ム合金を得る方法として好ましいものである。 又、本発明においては、Al及びBiの他に第三の成分が含
まれていても良いものではあるが、第三の成分が含まれ
るとそれだけAl含有量が低下することになり、従ってそ
れだけ水素ガス生成量が少ないものになることから、第
三の成分な量は少ない方が望ましい。 上記の知見を基にして本発明が達成されたものであり、
本発明は、Al−Bi系の合金からなる水素ガス生成用のア
ルミニウム合金であって、Bi含有量が0.5〜20重量％
で、残部が不可避不純物及びAlであることを特徴とする
水素生成用アルミニウム合金を提供するものである。 又、Bi含有量が0.5〜20重量％で、残部が不可避不純物
及びAlのAl−Bi系の合金を104℃/sec以上の凝固速度で
凝固させることを特徴とする水素生成用アルミニウム合
金の製造方法を提供するものである。
成せしむる為の材料としては第III族に属するAlが基本
的に望ましいものであるとの観点から鋭意研究を押し進
めた結果、Al−Bi系合金を約104℃/sec以上の凝固速度
で溶湯から超急冷凝固させてなるアルミニウム合金は、
水に対して著しく活性なものであり、そして水素ガスを
生成せしむることを見出したのである。 すなわち、Al−Bi系合金の溶湯を約104℃/sec以上の凝
固速度で超急冷凝固させることによって得たアルミニウ
ム合金は、BiがAl素地中に充分微細に晶出分散した超急
冷凝固組織を有していることから、このような組織のAl
−Bi系合金は電気化学的に卑なものとなり、水に対して
高い活性を示し、水と継続的に反応して水素ガスを生成
せしむることを見出したのである。 尚、ここで約104℃/sec以上の凝固速度で凝固させるこ
とは極めて重要な因子であって、本発明の必須構成要件
であり、又、単にアルミニウムを約104℃/sec以上の凝
固速度で凝固させるのみでも不充分であって、必ずBiを
も含有していることが必須の要件である。 但し、このBiの含有割合は、Biが多少でも含まれている
と、Biを全く含んでいない場合に比べれば大きな効果、
すなわちAl合金を活性化して水との反応性を高める効果
があるものの、望ましくは約0.5重量％以上含まれてい
ることが水素ガス生成速度等の点から好ましい。 又、Biの含有割合が多くなっても差し支えないものでは
あるが、すなわち、Biの含有割合が多くなるにつれて水
素ガス生成速度が大きくなる傾向があるものの、このBi
の成分は水と反応して水素ガスを生成せしむるものでは
なく、Biの含有量の増大につれてこのアルミニウム合金
より生成する水素ガスの絶対量は相対的に低下すること
から、望ましくは約20重量％以下、より一層望ましくは
約10重量％以下であることが好ましい。 又、本発明の水素生成用アルミニウム合金は約104℃/se
c以上の凝固速度で凝固させられたものであれば、その
凝固法の如何は問われないものではあるが、非晶質合金
の製造に際して用いられる容器に形成したスリットから
水冷回転ロールの表面に吹き付ける方法を用いるなら
ば、薄帯状の水素生成用Al−Bi系合金が得られ、表面積
が大きな材料となることから、本発明になるアルミニウ
ム合金を得る方法として好ましいものである。 又、本発明においては、Al及びBiの他に第三の成分が含
まれていても良いものではあるが、第三の成分が含まれ
るとそれだけAl含有量が低下することになり、従ってそ
れだけ水素ガス生成量が少ないものになることから、第
三の成分な量は少ない方が望ましい。 上記の知見を基にして本発明が達成されたものであり、
本発明は、Al−Bi系の合金からなる水素ガス生成用のア
ルミニウム合金であって、Bi含有量が0.5〜20重量％
で、残部が不可避不純物及びAlであることを特徴とする
水素生成用アルミニウム合金を提供するものである。 又、Bi含有量が0.5〜20重量％で、残部が不可避不純物
及びAlのAl−Bi系の合金を104℃/sec以上の凝固速度で
凝固させることを特徴とする水素生成用アルミニウム合
金の製造方法を提供するものである。
【実施例１〜７】 溶解るつぼ内で、Biが約0.5〜15重量％及び不可避不純
物を含み残部Alの組成を有するように調整した溶湯を、
るつぼの底部に設けた0.5mm×15mmの寸法のスリットか
らその真下に位置した3000rpmで回転している直径250mm
の水冷銅製ロールの表面に、104℃/sec以上の凝固速度
で凝固するようArガス圧によって吹き付け、厚さ0.03〜
0.1mmの寸法のアルミニウム合金薄帯材を得る。
物を含み残部Alの組成を有するように調整した溶湯を、
るつぼの底部に設けた0.5mm×15mmの寸法のスリットか
らその真下に位置した3000rpmで回転している直径250mm
の水冷銅製ロールの表面に、104℃/sec以上の凝固速度
で凝固するようArガス圧によって吹き付け、厚さ0.03〜
0.1mmの寸法のアルミニウム合金薄帯材を得る。
【比較例１，２】 所定のアルミニウム合金の溶湯を水冷鋳型に鋳造して35
mm×200mm×300mmの寸法の鋳塊とし、この鋳塊に通常の
条件で熱間圧延を施し、さらに冷間圧延と中間焼純とを
繰り返し施すことによって、厚さ0.05mmの寸法のアルミ
ニウム合金薄帯材を得る。
mm×200mm×300mmの寸法の鋳塊とし、この鋳塊に通常の
条件で熱間圧延を施し、さらに冷間圧延と中間焼純とを
繰り返し施すことによって、厚さ0.05mmの寸法のアルミ
ニウム合金薄帯材を得る。
上記各例で得たアルミニウム合金薄帯材を約70〜90℃の
水道水に浸漬して、発生する水素ガスを捕集し、アルミ
ニウム合金薄帯材の単位面積当り単位時間に捕集される
水素ガス量を調べると表に示す通りである。 又、このアルミニウム合金薄帯材の伸びについても調べ
たので、併せてこの特性も表に示す。 これによれば、本実施例１〜７になるアルミニウム合金
の薄帯材は比較例1,2になるアルミニウム合金の薄帯材
に比べて水との反応は極めて大きなものであり、すなわ
ち水素ガス生成速度が極めて大きなことがわかる。 特に、実施例３と実施例４と比較例１とを比べると、凝
固速度を大きくして得たAl−Bi系のアルミニウム合金薄
帯材は、その水素ガス生成速度の大きなことがわかる。 すなわち、Al−Bi系合金の溶湯を約104℃/sec以上の凝
固速度で凝固させてなるアルミニウム合金は、水との反
応が著しいものであって、水素ガスを効率よく生成せし
むることのできるものであることがわかる。 そして、このようにして得られたアルミニウム合金の薄
帯材を、例えばプレス手段等によって押し固めたものと
すれ ば、燃料電池の水素ガス供給源として好適なもの
であって、エネルギー貯蔵材として優れた効果を発揮す
るものである。
水道水に浸漬して、発生する水素ガスを捕集し、アルミ
ニウム合金薄帯材の単位面積当り単位時間に捕集される
水素ガス量を調べると表に示す通りである。 又、このアルミニウム合金薄帯材の伸びについても調べ
たので、併せてこの特性も表に示す。 これによれば、本実施例１〜７になるアルミニウム合金
の薄帯材は比較例1,2になるアルミニウム合金の薄帯材
に比べて水との反応は極めて大きなものであり、すなわ
ち水素ガス生成速度が極めて大きなことがわかる。 特に、実施例３と実施例４と比較例１とを比べると、凝
固速度を大きくして得たAl−Bi系のアルミニウム合金薄
帯材は、その水素ガス生成速度の大きなことがわかる。 すなわち、Al−Bi系合金の溶湯を約104℃/sec以上の凝
固速度で凝固させてなるアルミニウム合金は、水との反
応が著しいものであって、水素ガスを効率よく生成せし
むることのできるものであることがわかる。 そして、このようにして得られたアルミニウム合金の薄
帯材を、例えばプレス手段等によって押し固めたものと
すれ ば、燃料電池の水素ガス供給源として好適なもの
であって、エネルギー貯蔵材として優れた効果を発揮す
るものである。
Claims (2)
- 【請求項１】Al−Bi系の合金からなる水素ガス生成用の
アルミニウム合金であって、Bi含有量が0.5〜20重量％
で、残部が不可避不純物及びAlであることを特徴とする
水素生成用アルミニウム合金。 - 【請求項２】Bi含有量が0.5〜20重量％で、残部が不可
避不純物及びAlのAl−Bi系の合金を104℃/sec以上の凝
固速度で凝固させることを特徴とする水素生成用アルミ
ニウム合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10672786A JPH0762198B2 (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | 水素生成用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10672786A JPH0762198B2 (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | 水素生成用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62263946A JPS62263946A (ja) | 1987-11-16 |
| JPH0762198B2 true JPH0762198B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=14440968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10672786A Expired - Lifetime JPH0762198B2 (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | 水素生成用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0762198B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008004428A1 (en) | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Central Glass Company, Limited | Hydrogen generating method, hydrogen generating alloy and method for manufacturing hydrogen generating alloy |
| JP2009215602A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Kobelco Kaken:Kk | 液状合金材およびこれを用いた水素および副生成物の製造方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7803349B1 (en) | 2005-06-08 | 2010-09-28 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Method and apparatus for hydrogen production from water |
| JP5383989B2 (ja) * | 2007-08-29 | 2014-01-08 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 水素ガス発生部材及びその水素ガス製造方法 |
| JP2009137803A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Ulvac Japan Ltd | 水素ガス生成材及びこの水素ガス生成材を用いた水素ガス発生方法 |
| WO2009133837A1 (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-05 | 株式会社アルバック | 水反応性Ａｌ複合材料、水反応性Ａｌ膜、このＡｌ膜の製造方法、及び成膜室用構成部材 |
| JP5327759B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2013-10-30 | 株式会社アルバック | 溶射用水反応性Ａｌ複合材料、水反応性Ａｌ溶射膜、このＡｌ溶射膜の製造方法、及び成膜室用構成部材 |
| RU2468117C2 (ru) * | 2008-04-30 | 2012-11-27 | Улвак, Инк. | РЕАГИРУЮЩИЙ С ВОДОЙ Al КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ, РЕАГИРУЮЩАЯ С ВОДОЙ Al ПЛЕНКА, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДАННОЙ Al ПЛЕНКИ И СОСТАВЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩЕЙ КАМЕРЫ |
| JP2013107822A (ja) * | 2013-01-30 | 2013-06-06 | Ulvac Japan Ltd | 水素ガス発生方法及び水素ガス生成材 |
| WO2019049611A1 (ja) | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 杉山 修 | 水素ガスの製造方法 |
| CN109852847B (zh) * | 2017-11-30 | 2020-10-30 | 吉林大学 | 制氢用的Al-Ga-In-Sn-Cu合金及其制备方法、在燃料电池中的应用 |
-
1986
- 1986-05-12 JP JP10672786A patent/JPH0762198B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008004428A1 (en) | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Central Glass Company, Limited | Hydrogen generating method, hydrogen generating alloy and method for manufacturing hydrogen generating alloy |
| JP5511186B2 (ja) * | 2006-07-05 | 2014-06-04 | 勲 伊藤 | 水素発生方法、水素発生合金及び水素発生合金製造方法 |
| JP2009215602A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Kobelco Kaken:Kk | 液状合金材およびこれを用いた水素および副生成物の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62263946A (ja) | 1987-11-16 |
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