JPH0784636B2 - 水素吸蔵合金 - Google Patents
水素吸蔵合金Info
- Publication number
- JPH0784636B2 JPH0784636B2 JP21514086A JP21514086A JPH0784636B2 JP H0784636 B2 JPH0784636 B2 JP H0784636B2 JP 21514086 A JP21514086 A JP 21514086A JP 21514086 A JP21514086 A JP 21514086A JP H0784636 B2 JPH0784636 B2 JP H0784636B2
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- Japan
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- hydrogen
- alloy
- hydrogen storage
- storage alloy
- powder
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水素吸蔵合金に関し、更に詳細にはMg−Ni系
水素吸蔵合金に関する。
水素吸蔵合金に関する。
（従来の技術） 上記したNg−Ni系水素吸蔵合金は、比重が小さく、水素
吸蔵量が大きいので、水素自動車の貯蔵材料として有望
であるが、反応速度が遅く、反応温度が高いなどの問題
点がある。水素吸蔵合金の吸収・放出速度を高める方法
としては、従来、添加元素により組成を変化させる方法
が主流である。この方法では速度は大きくなるが単位重
量当りの吸蔵量が小さくなり、またMg系合金の場合、比
重が大きくなるので、自動車用など軽量化が要求される
部門への適用には不利である。この他、Mg表面にNi鍍金
を施す方法も試みられているが、Mg粒子全体を覆ってし
まうため初期活性化等に不利である。
吸蔵量が大きいので、水素自動車の貯蔵材料として有望
であるが、反応速度が遅く、反応温度が高いなどの問題
点がある。水素吸蔵合金の吸収・放出速度を高める方法
としては、従来、添加元素により組成を変化させる方法
が主流である。この方法では速度は大きくなるが単位重
量当りの吸蔵量が小さくなり、またMg系合金の場合、比
重が大きくなるので、自動車用など軽量化が要求される
部門への適用には不利である。この他、Mg表面にNi鍍金
を施す方法も試みられているが、Mg粒子全体を覆ってし
まうため初期活性化等に不利である。
（発明の目的等） 水素吸蔵合金の水素化・脱水素化機構は、解明されてな
いが、合金粒子最表面に亀裂が入り、そのため水分や酸
化被毒されていない、合金の純金属部分が露出し、これ
が水素分子の解離、或は水素原子の結合に際し触媒的役
割を果たすと考えられている。Ni超微粒子は、化学的に
活性でその優れた触媒特性から有機化学反応の水素化等
に適用が試みられている。
いが、合金粒子最表面に亀裂が入り、そのため水分や酸
化被毒されていない、合金の純金属部分が露出し、これ
が水素分子の解離、或は水素原子の結合に際し触媒的役
割を果たすと考えられている。Ni超微粒子は、化学的に
活性でその優れた触媒特性から有機化学反応の水素化等
に適用が試みられている。
本発明は、このNi超微粒子の特異な触媒機能を生かし、
水素吸蔵合金の水素吸収・放出速度を高めることを目的
とするものである。
水素吸蔵合金の水素吸収・放出速度を高めることを目的
とするものである。
（発明の構成等） 本発明の水素吸蔵合金は、第１図に示したように、Mg−
Ni水素吸蔵合金粉末１にNi超微粒子２を混合し、初期活
性化処理により合金粉末表面にNi超微粒子２を付着せし
め、その特異な触媒機能により水素の吸収・放出速度を
高めたことを特徴とするものである。なお、Ni超微粉末
は、Mg−Ni2元系合金の融点以下で溶融するので、付着
・熱処理によっても、母材への影響が少ない。
Ni水素吸蔵合金粉末１にNi超微粒子２を混合し、初期活
性化処理により合金粉末表面にNi超微粒子２を付着せし
め、その特異な触媒機能により水素の吸収・放出速度を
高めたことを特徴とするものである。なお、Ni超微粉末
は、Mg−Ni2元系合金の融点以下で溶融するので、付着
・熱処理によっても、母材への影響が少ない。
以下、本発明の水素吸蔵合金を更に詳細に説明する。
水素吸蔵合金の組成は、吸蔵量の極端な低下を防ぐた
め、Niを15〜54.7重量％とし、Mgを残余とする。このMg
−Ni合金を、32メッシュ以下、100メッシュ以上に粉砕
する。これは、充分な比表面積を得るとともに、水素の
吸収・放出による格子定数の変化に伴い、合金粉に亀裂
が入り、徐々に微粉化して飛散するのを防ぐ範囲であ
る。Ni超微粒子は、その粒径を0.02〜1.0ミクロンとす
る。これ以下では、粒子の飛散によりその取扱いが難し
く、これ以上の粒径のものは一般に超微粒子とは言わ
ず、その活性な特性を充分に生かすことができない。ま
た、経済的にも、この範囲が望ましい。超微粒子は一般
のその他の粒子に比べ、かさ密度、比表面積が非常に大
きく、少量の添加により大きな効果を得ることができ
る。従って添加すべき割合は、水素吸蔵合金に対し0.5
〜2.0重量％とする。0.5重量％未満では十分な効果がな
い。2.0重量％を越えると効果が飽和し経済的でない。
これらの原料を混合し、水素吸蔵用材料として用いる。
この混合粉末の表面の水分や吸着ガスの影響を取除き、
容易に水素の吸収・放出をし始めるようにするため初期
活性化処理を行う。これは、密閉できる反応容器に試料
を装填し、約30分〜２時間真空引きした後、約30kgf/cm
2の水素を印加し、300〜500℃において約30分〜２時間
保持する。これを300℃にした後、系を真空引き、約30k
gf/cm2の水素印加なる、水素の出入れを１サイクル約10
分〜１時間をもって１〜10回行い、処理を完了するもの
である。
め、Niを15〜54.7重量％とし、Mgを残余とする。このMg
−Ni合金を、32メッシュ以下、100メッシュ以上に粉砕
する。これは、充分な比表面積を得るとともに、水素の
吸収・放出による格子定数の変化に伴い、合金粉に亀裂
が入り、徐々に微粉化して飛散するのを防ぐ範囲であ
る。Ni超微粒子は、その粒径を0.02〜1.0ミクロンとす
る。これ以下では、粒子の飛散によりその取扱いが難し
く、これ以上の粒径のものは一般に超微粒子とは言わ
ず、その活性な特性を充分に生かすことができない。ま
た、経済的にも、この範囲が望ましい。超微粒子は一般
のその他の粒子に比べ、かさ密度、比表面積が非常に大
きく、少量の添加により大きな効果を得ることができ
る。従って添加すべき割合は、水素吸蔵合金に対し0.5
〜2.0重量％とする。0.5重量％未満では十分な効果がな
い。2.0重量％を越えると効果が飽和し経済的でない。
これらの原料を混合し、水素吸蔵用材料として用いる。
この混合粉末の表面の水分や吸着ガスの影響を取除き、
容易に水素の吸収・放出をし始めるようにするため初期
活性化処理を行う。これは、密閉できる反応容器に試料
を装填し、約30分〜２時間真空引きした後、約30kgf/cm
2の水素を印加し、300〜500℃において約30分〜２時間
保持する。これを300℃にした後、系を真空引き、約30k
gf/cm2の水素印加なる、水素の出入れを１サイクル約10
分〜１時間をもって１〜10回行い、処理を完了するもの
である。
この初期活性化処理を行った後、合金からの水素の吸収
・放出にかかる時間を短縮するのが本発明の効果であ
る。この時間は、水素の飽和吸収量に到達するまでの時
間をもって表わすが、便宜上、水素の飽和吸収量の95原
子％到達する時間をもって示す。
・放出にかかる時間を短縮するのが本発明の効果であ
る。この時間は、水素の飽和吸収量に到達するまでの時
間をもって表わすが、便宜上、水素の飽和吸収量の95原
子％到達する時間をもって示す。
第１図を参照して、本発明の水素吸蔵合金における水素
吸収の仕組説明する。合金１表面に到達した水素分子Ｈ
は、水素原子Ｈ′に解離する。この反応に際し、Ni超微
粒子２は触媒機能を果たす。この水素原子は合金粉末内
部に拡散し、金属水素化物として貯蔵する。
吸収の仕組説明する。合金１表面に到達した水素分子Ｈ
は、水素原子Ｈ′に解離する。この反応に際し、Ni超微
粒子２は触媒機能を果たす。この水素原子は合金粉末内
部に拡散し、金属水素化物として貯蔵する。
放出は、この過程を逆にたどる。
実施例 （１） 純度99％、32メッシュ以上、100メッシュ以上
のMg粉末に、純度99.5％、平均粒径500ÅのNi超微粒子
をMgの1.0重量％添加、混合し、反応容器に装填する。
のMg粉末に、純度99.5％、平均粒径500ÅのNi超微粒子
をMgの1.0重量％添加、混合し、反応容器に装填する。
活性化処理は、常温にて１時間排気後、約30kgf/cm2の
水素を印加し、約１時間で300℃に昇温、１時間保持
後、真空排気、約30kgf/cm2の水素印加のサイクルを２
回繰り返す。
水素を印加し、約１時間で300℃に昇温、１時間保持
後、真空排気、約30kgf/cm2の水素印加のサイクルを２
回繰り返す。
次に系を真空排気し、水素を充分に放出させた後、30kg
f/cm2の水素を印加し、時間経過に対し、飽和吸蔵量の
何％を吸収したかにより、速度をみる。
f/cm2の水素を印加し、時間経過に対し、飽和吸蔵量の
何％を吸収したかにより、速度をみる。
（２） 上記（１）式において、吸蔵用合金に、32メッ
シュ以上、100メッシュ以下、Mg:45.3重量％、Ni:54.7
重量％のMg−Ni合金を用い、以下同様に水素の吸蔵を行
う。
シュ以上、100メッシュ以下、Mg:45.3重量％、Ni:54.7
重量％のMg−Ni合金を用い、以下同様に水素の吸蔵を行
う。
上記２件の吸蔵速度曲線を第２図に示す。比較のため
に、Ni超微粒子無添加の曲線も示す。
に、Ni超微粒子無添加の曲線も示す。
この図より、吸蔵速度が大きく改善されていることがわ
かる。
かる。
なお、合金の水素吸蔵速度の測定にあたっては、まず初
期活性化を行ない、次いて測定を行なう。
期活性化を行ない、次いて測定を行なう。
初期活性化 試料表面の水分や吸着ガスは、試料の水素化に大きな防
げとなるので、これを除去しなくてはならない。これを
初期活性化処理という。試料をセルに装填後、ロータリ
ーポンプで約１時間排気する。次に約50kg/cm2の水素を
印加し、室温から500℃まで約２時間で昇温後、300℃ま
で放冷する。この温度で10時間程度保持する。
げとなるので、これを除去しなくてはならない。これを
初期活性化処理という。試料をセルに装填後、ロータリ
ーポンプで約１時間排気する。次に約50kg/cm2の水素を
印加し、室温から500℃まで約２時間で昇温後、300℃ま
で放冷する。この温度で10時間程度保持する。
更に、ロータリーポンプでの排気、約50kg/cm2の水素の
印加を約７時間のサイクルで２回繰り返して活性化処理
の終了とする。
印加を約７時間のサイクルで２回繰り返して活性化処理
の終了とする。
吸蔵速度の測定 活性化処理を施した試料について、吸蔵速度の測定を行
う。水素化した試料を10〜15時間、ロータリーポンプで
排気し、試料中の水素を完全に放出させる。次に約30kg
/cm2の水素を印加して、圧力の低下から合金1molに吸収
された水素原子のmol数を計算する。これを、Mgに対す
る理論飽和吸蔵量との引で表わす。
う。水素化した試料を10〜15時間、ロータリーポンプで
排気し、試料中の水素を完全に放出させる。次に約30kg
/cm2の水素を印加して、圧力の低下から合金1molに吸収
された水素原子のmol数を計算する。これを、Mgに対す
る理論飽和吸蔵量との引で表わす。
第１図は、本発明の水素吸蔵合金の構造とその水素吸蔵
の仕組を説明する図、 第２図は、本発明の水素吸蔵合金の効果を示すためのグ
ラフである。 １……Mg−Ni合金粉末、 ２……Ni超微粒子、 Ｈ……水素分子、 Ｈ′……水素原子。
の仕組を説明する図、 第２図は、本発明の水素吸蔵合金の効果を示すためのグ
ラフである。 １……Mg−Ni合金粉末、 ２……Ni超微粒子、 Ｈ……水素分子、 Ｈ′……水素原子。
Claims (1)
- 【請求項１】Ni15〜54.7重量％含有するNg−Ni系合金粉
末と、この粉末に対し、0.5〜2.0重量％の平均粒径0.02
〜1.0μのNi超微粒子とを混在させてなる水素吸蔵合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21514086A JPH0784636B2 (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 水素吸蔵合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21514086A JPH0784636B2 (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 水素吸蔵合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6372849A JPS6372849A (ja) | 1988-04-02 |
| JPH0784636B2 true JPH0784636B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=16667357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21514086A Expired - Lifetime JPH0784636B2 (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 水素吸蔵合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0784636B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3383692B2 (ja) * | 1993-02-22 | 2003-03-04 | マツダ株式会社 | 複合水素吸蔵金属部材及びその製造方法 |
| KR100318370B1 (ko) * | 1999-05-21 | 2001-12-22 | 유철호 | 마그네슘 및 니켈의 절분을 사용하여 수소가압형 기계적 합금화법으로 제조한 Ｍｇ₂ＮｉＨｘ 수소저장 합금, 그의 제조방법 및 그 제조를 위한 장치 |
| US7694419B2 (en) * | 2005-04-27 | 2010-04-13 | The Gillette Company | Battery-operated appliances |
| JP4462301B2 (ja) | 2007-07-27 | 2010-05-12 | トヨタ自動車株式会社 | 水素吸蔵材料の製造方法 |
| WO2011027462A1 (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | 株式会社アツミテック | 水素吸蔵ユニット |
| CN102596451B (zh) * | 2009-09-04 | 2015-01-07 | 株式会社渥美精机 | 储氢合金及使用该储氢合金的储氢单元 |
-
1986
- 1986-09-12 JP JP21514086A patent/JPH0784636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6372849A (ja) | 1988-04-02 |
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