JPH0811241A - 水素貯蔵用フッ素樹脂成形体およびその製造方法 - Google Patents
水素貯蔵用フッ素樹脂成形体およびその製造方法Info
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- JPH0811241A JPH0811241A JP6149918A JP14991894A JPH0811241A JP H0811241 A JPH0811241 A JP H0811241A JP 6149918 A JP6149918 A JP 6149918A JP 14991894 A JP14991894 A JP 14991894A JP H0811241 A JPH0811241 A JP H0811241A
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-
- 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
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に分散固定さ
れていることを特徴とする水素貯蔵用フッ素樹脂成形
体。この成形体には、水素吸蔵合金粉末が70〜85重
量%の量で分散固定されており、また、フッ素樹脂は、
PTFEであることが好ましい。水素吸蔵合金粉末とフ
ッ素樹脂粉末とを混合し、得られた混合物を予備成形し
た後、焼成して、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に分
散固定されたフッ素樹脂成形体を得ることを特徴とする
水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の製造方法。 【効果】長期間繰り返し使用しても微粉化崩壊しないよ
うな水素貯蔵用フッ素樹脂成形体が提供される。
れていることを特徴とする水素貯蔵用フッ素樹脂成形
体。この成形体には、水素吸蔵合金粉末が70〜85重
量%の量で分散固定されており、また、フッ素樹脂は、
PTFEであることが好ましい。水素吸蔵合金粉末とフ
ッ素樹脂粉末とを混合し、得られた混合物を予備成形し
た後、焼成して、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に分
散固定されたフッ素樹脂成形体を得ることを特徴とする
水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の製造方法。 【効果】長期間繰り返し使用しても微粉化崩壊しないよ
うな水素貯蔵用フッ素樹脂成形体が提供される。
Description
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、水素貯蔵用フッ素樹脂成
形体およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、長期
間繰り返し使用しても微粉化崩壊しないような水素貯蔵
用フッ素樹脂成形体およびその製造方法に関する。
形体およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、長期
間繰り返し使用しても微粉化崩壊しないような水素貯蔵
用フッ素樹脂成形体およびその製造方法に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】水素吸蔵合金は、水素の貯蔵材と
して定置式タンク、水素自動車等での利用、水素の輸送
用として移動式タンクでの利用、水素吸蔵・放出時の発
熱・吸熱を利用したエネルギー変換材として熱貯蔵シス
テムでの利用等の他、水素の分離精製材、二次電池の電
極材、触媒、センサ等として利用されるようになってい
る。
して定置式タンク、水素自動車等での利用、水素の輸送
用として移動式タンクでの利用、水素吸蔵・放出時の発
熱・吸熱を利用したエネルギー変換材として熱貯蔵シス
テムでの利用等の他、水素の分離精製材、二次電池の電
極材、触媒、センサ等として利用されるようになってい
る。
【0003】このような水素吸蔵合金を実際に使用する
には、例えば、タンク内に水素吸蔵合金を充填するに際
して、通常、タンク内に棚、邪魔板等を設けておき、こ
の棚等の上に粉径1〜3mm程度の粉状水素吸蔵合金を
投入することにより、タンク内に均一に充填するように
している。
には、例えば、タンク内に水素吸蔵合金を充填するに際
して、通常、タンク内に棚、邪魔板等を設けておき、こ
の棚等の上に粉径1〜3mm程度の粉状水素吸蔵合金を
投入することにより、タンク内に均一に充填するように
している。
【0004】しかしながら、このような粉状物は、タン
クからの出し入れが困難であるとの問題点がある。ま
た、水素吸蔵合金は、通常、合金重量の1〜3%程度の
水素吸蔵能を有し、合金の水素化(水素吸蔵)の際に発
熱するとともに20〜30%程度の体積膨張を起こすた
め、水素の吸蔵・放出を繰り返し行うと上記水素吸蔵合
金が微粉化し、次第にタンク底部に溜ってくる。このよ
うに1箇所に溜った水素吸蔵合金においては、水素吸蔵
合金相互の接触面積が減少し、熱伝導率が低下し、水素
の吸蔵・放出効率も低下し、また、このようにタンク内
底部に溜った微粉化水素吸蔵合金は、体積膨張に伴いタ
ンクを破壊する虞があるとの問題点がある。
クからの出し入れが困難であるとの問題点がある。ま
た、水素吸蔵合金は、通常、合金重量の1〜3%程度の
水素吸蔵能を有し、合金の水素化(水素吸蔵)の際に発
熱するとともに20〜30%程度の体積膨張を起こすた
め、水素の吸蔵・放出を繰り返し行うと上記水素吸蔵合
金が微粉化し、次第にタンク底部に溜ってくる。このよ
うに1箇所に溜った水素吸蔵合金においては、水素吸蔵
合金相互の接触面積が減少し、熱伝導率が低下し、水素
の吸蔵・放出効率も低下し、また、このようにタンク内
底部に溜った微粉化水素吸蔵合金は、体積膨張に伴いタ
ンクを破壊する虞があるとの問題点がある。
【0005】また、このように水素吸蔵合金は微粉化す
ると、その熱伝導率が低下し、水素の吸・放出反応速度
(応答速度)が低下するという問題点もある。また、微
粉化した水素吸蔵合金が飛散し、タンク取り付け部等に
設けられたフィルタを目詰まりさせるなど熱貯蔵システ
ムにトラブルが発生する原因になるとの問題点もある。
ると、その熱伝導率が低下し、水素の吸・放出反応速度
(応答速度)が低下するという問題点もある。また、微
粉化した水素吸蔵合金が飛散し、タンク取り付け部等に
設けられたフィルタを目詰まりさせるなど熱貯蔵システ
ムにトラブルが発生する原因になるとの問題点もある。
【0006】このため、長期間繰り返して使用しても微
粉化分散しにくく、耐熱性、熱伝導性などに優れ、タン
ク破壊などのトラブルを生じさせないような水素吸蔵材
の出現が望まれている。
粉化分散しにくく、耐熱性、熱伝導性などに優れ、タン
ク破壊などのトラブルを生じさせないような水素吸蔵材
の出現が望まれている。
【0007】なお、 (1)特公昭58−20881号公報には、『金属と水素
とからなる金属水素化物を生成する反応およびこの逆反
応を行わせることによって水素の吸収および放出を行う
に際し、該金属水素化物を常温で液状の油状物質と混合
して用いることを特徴とする、金属を用いた水素の吸収
および放出方法。』が記載されている。 (2)特開昭57−145001号公報には、『水素を吸
脱蔵する金属水素化物と水素ガスが封入された容器内に
長繊維の束が入れられ、金属水素化物が長繊維の束の間
に保持されてなることを特徴とする金属水素化物反応
器』が記載されている。 (3)特開昭58−223601号公報には、『部分的ま
たは全体的に多孔質の外殻内に水素貯蔵金属を収容して
なることを特徴とする水素貯蔵用素子』が記載され、多
孔質の外殻材としては、プラスチック、ゴム等を使用で
きることが記載されている。 (4)『水素吸蔵合金樹脂成形体の水素吸蔵特性』(化学
工学シンポジウムシリーズ 23 第100〜105頁(名大
工)渡辺等)には、:ポリビニルアルコールから作ら
れる海綿体に合金と液状フェノール樹脂の混合物を含浸
させた後、393〜453゜Kで加熱処理してなる構造
物状の成形体、:微粒子状フェノール樹脂と液状フェ
ノール並びに合金の混合物を円柱状に成形した後、42
0〜430゜Kで熱硬化させてなる円柱状成形体、:
ポリビニルアルコール、酢酸ビニル樹脂、レゾール樹脂
などの溶媒希釈溶液に合金粒子を混ぜ、型に薄く延ばし
た後、溶媒を揮発させ、次いで必要により熱処理してな
る膜状成形体が記載されている。
とからなる金属水素化物を生成する反応およびこの逆反
応を行わせることによって水素の吸収および放出を行う
に際し、該金属水素化物を常温で液状の油状物質と混合
して用いることを特徴とする、金属を用いた水素の吸収
および放出方法。』が記載されている。 (2)特開昭57−145001号公報には、『水素を吸
脱蔵する金属水素化物と水素ガスが封入された容器内に
長繊維の束が入れられ、金属水素化物が長繊維の束の間
に保持されてなることを特徴とする金属水素化物反応
器』が記載されている。 (3)特開昭58−223601号公報には、『部分的ま
たは全体的に多孔質の外殻内に水素貯蔵金属を収容して
なることを特徴とする水素貯蔵用素子』が記載され、多
孔質の外殻材としては、プラスチック、ゴム等を使用で
きることが記載されている。 (4)『水素吸蔵合金樹脂成形体の水素吸蔵特性』(化学
工学シンポジウムシリーズ 23 第100〜105頁(名大
工)渡辺等)には、:ポリビニルアルコールから作ら
れる海綿体に合金と液状フェノール樹脂の混合物を含浸
させた後、393〜453゜Kで加熱処理してなる構造
物状の成形体、:微粒子状フェノール樹脂と液状フェ
ノール並びに合金の混合物を円柱状に成形した後、42
0〜430゜Kで熱硬化させてなる円柱状成形体、:
ポリビニルアルコール、酢酸ビニル樹脂、レゾール樹脂
などの溶媒希釈溶液に合金粒子を混ぜ、型に薄く延ばし
た後、溶媒を揮発させ、次いで必要により熱処理してな
る膜状成形体が記載されている。
【0008】しかしながら、上記(1)では金属水素化
物と油状物質との混合物の交換作業が容易でなく、
(2)では水素吸蔵合金粉末の微粉化分散を防止でき
ず、(3)では所望の水素吸放出能を有する多孔質の外
殻の形成が容易でなく、(4)では耐熱性が充分でな
く、長期間継続して繰り返し使用すると水素吸蔵合金樹
脂成形体が熱劣化し、水素吸蔵合金粉末が粉化分散され
てしまうとの問題点があった。
物と油状物質との混合物の交換作業が容易でなく、
(2)では水素吸蔵合金粉末の微粉化分散を防止でき
ず、(3)では所望の水素吸放出能を有する多孔質の外
殻の形成が容易でなく、(4)では耐熱性が充分でな
く、長期間継続して繰り返し使用すると水素吸蔵合金樹
脂成形体が熱劣化し、水素吸蔵合金粉末が粉化分散され
てしまうとの問題点があった。
【0009】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題点を解決しようとするものであって、耐熱性、熱伝
導性等に優れ、長期間繰り返して使用しても微粉化分散
しにくく、交換作業も容易であるような水素貯蔵用フッ
素樹脂成形体およびその製造方法を提供することを目的
としている。
問題点を解決しようとするものであって、耐熱性、熱伝
導性等に優れ、長期間繰り返して使用しても微粉化分散
しにくく、交換作業も容易であるような水素貯蔵用フッ
素樹脂成形体およびその製造方法を提供することを目的
としている。
【0010】
【発明の概要】本発明に係る水素貯蔵用フッ素樹脂成形
体は、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に分散固定され
ていることを特徴としている。本発明の好ましい態様に
おいては、この水素貯蔵用フッ素樹脂成形体では、水素
吸蔵合金粉末がフッ素樹脂成形体中に70〜85重量
%、好ましくは75〜80重量%の量で均一に分散固定
されていることが望ましい。また、前記フッ素樹脂は、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることが
望ましい。
体は、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に分散固定され
ていることを特徴としている。本発明の好ましい態様に
おいては、この水素貯蔵用フッ素樹脂成形体では、水素
吸蔵合金粉末がフッ素樹脂成形体中に70〜85重量
%、好ましくは75〜80重量%の量で均一に分散固定
されていることが望ましい。また、前記フッ素樹脂は、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることが
望ましい。
【0011】本発明に係る水素貯蔵用フッ素樹脂成形体
の製造方法は、水素吸蔵合金粉末とフッ素樹脂粉末とを
混合し、得られた混合物を予備成形した後、焼成して、
水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に分散固定されたフッ
素樹脂成形体を製造することを特徴としている。
の製造方法は、水素吸蔵合金粉末とフッ素樹脂粉末とを
混合し、得られた混合物を予備成形した後、焼成して、
水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に分散固定されたフッ
素樹脂成形体を製造することを特徴としている。
【0012】上記のような本発明に係る水素吸蔵フッ素
樹脂成形体としては、円柱、板状など任意の形状ものを
製造することができ、このような成形体は、タンク内に
タンク内に棚等を設けてもよいが、特に棚などを設けな
くても、効率よく均一に配置することができ、また交換
作業も容易である。この成形体は、耐熱性に優れており
長期間に亙り、水素の吸蔵・放出を行っても熱劣化して
崩壊せず、従って該成形体中の微粉化した水素吸蔵合金
が飛散することがなく、フィルタ等の目詰まり、タンク
の破壊等を引き起こすこともない。また、熱伝導性が低
下することもない。
樹脂成形体としては、円柱、板状など任意の形状ものを
製造することができ、このような成形体は、タンク内に
タンク内に棚等を設けてもよいが、特に棚などを設けな
くても、効率よく均一に配置することができ、また交換
作業も容易である。この成形体は、耐熱性に優れており
長期間に亙り、水素の吸蔵・放出を行っても熱劣化して
崩壊せず、従って該成形体中の微粉化した水素吸蔵合金
が飛散することがなく、フィルタ等の目詰まり、タンク
の破壊等を引き起こすこともない。また、熱伝導性が低
下することもない。
【0013】本発明に係る水素貯蔵用フッ素樹脂成形体
の製造方法によれば、上記した円柱状、板状など任意の
形状の成形体を得ることができる。
の製造方法によれば、上記した円柱状、板状など任意の
形状の成形体を得ることができる。
【0014】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る水素貯蔵用フ
ッ素樹脂成形体およびその製造方法について、具体的に
説明する。水素貯蔵用フッ素樹脂成形体 本発明に係る水素貯蔵用フッ素樹脂成形体では、水素吸
蔵合金がフッ素樹脂内に分散固定されている。
ッ素樹脂成形体およびその製造方法について、具体的に
説明する。水素貯蔵用フッ素樹脂成形体 本発明に係る水素貯蔵用フッ素樹脂成形体では、水素吸
蔵合金がフッ素樹脂内に分散固定されている。
【0015】水素吸蔵合金としては、従来公知のものを
用いることができ、具体的には、例えば、Mg、V、N
b等の合金単体、La−Ni系合金、La−Co系合
金、Sm−Co系合金、Mm−Ni系合金(Mmは、ミ
ッシュメタルすなわち、LaとCe,Smの混合体)、
Mg−Cu系合金、Mg−Ni系合金、Fe−Ti系合
金、Mg−Al系合金、Ti−Al系合金、Ti−Mn
系合金、V−Nb系合金、Lm−Ni系合金(Lmは、
Laリッチのミッシュメタル)、Ca−Ni系合金等が
挙げられる。
用いることができ、具体的には、例えば、Mg、V、N
b等の合金単体、La−Ni系合金、La−Co系合
金、Sm−Co系合金、Mm−Ni系合金(Mmは、ミ
ッシュメタルすなわち、LaとCe,Smの混合体)、
Mg−Cu系合金、Mg−Ni系合金、Fe−Ti系合
金、Mg−Al系合金、Ti−Al系合金、Ti−Mn
系合金、V−Nb系合金、Lm−Ni系合金(Lmは、
Laリッチのミッシュメタル)、Ca−Ni系合金等が
挙げられる。
【0016】これらの内では、Mm−Ni系合金、Lm
−Ni系合金が好ましく用いられる。このような水素吸
蔵合金の粉径は、通常300〜14メッシュ、好ましく
は240〜48メッシュであることが好ましい。
−Ni系合金が好ましく用いられる。このような水素吸
蔵合金の粉径は、通常300〜14メッシュ、好ましく
は240〜48メッシュであることが好ましい。
【0017】フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)、四フッ化エチレン-パーフルオ
ロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)、四フッ化
エチレン-六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、
三フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE)、四フッ化エ
チレンーエチレン共重合体(ETFE)、フッ化ビニリ
デン樹脂(PVDF)、フッ化ビニル樹脂(PVF)な
どが挙げられ、耐熱性に優れ、粉末成形に適したPTF
Eが好ましく用いられる。このようなフッ素樹脂を用い
ると、水素吸蔵効率(水素透過性)に優れ、水素吸蔵時
の体積膨張(20〜30%)に耐え得る柔軟性を有して
おり崩壊しにくく、200℃程度の高温下で長時間連続
して使用できるような水素貯蔵フッ素樹脂成形体が得ら
れる。
エチレン(PTFE)、四フッ化エチレン-パーフルオ
ロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)、四フッ化
エチレン-六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、
三フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE)、四フッ化エ
チレンーエチレン共重合体(ETFE)、フッ化ビニリ
デン樹脂(PVDF)、フッ化ビニル樹脂(PVF)な
どが挙げられ、耐熱性に優れ、粉末成形に適したPTF
Eが好ましく用いられる。このようなフッ素樹脂を用い
ると、水素吸蔵効率(水素透過性)に優れ、水素吸蔵時
の体積膨張(20〜30%)に耐え得る柔軟性を有して
おり崩壊しにくく、200℃程度の高温下で長時間連続
して使用できるような水素貯蔵フッ素樹脂成形体が得ら
れる。
【0018】この水素貯蔵用フッ素樹脂成形体では、水
素吸蔵合金粉末は、通常、70〜85重量%、好ましく
は75〜80重量%の量で均一に分散固定されているこ
とが望ましい。水素吸蔵合金粉末の含有量が70重量%
未満、換言すればフッ素樹脂含有量が30重量%を超え
ると、所定圧力を加えて吸蔵させた水素を取り出すの
に、水素吸蔵時の圧力よりある程度低くしないとその水
素を放出させることができないなど水素の吸放出効率が
低下する(ヒステリシスが大きくなる)ことがあり、ま
た、水素吸蔵合金粉末の含有量が85重量%を超える
と、換言すればフッ素樹脂含有量が15重量%未満で
は、水素の吸放出を長期間に亙り繰り返した場合に水素
貯蔵フッ素樹脂成形体が崩壊し、成形体中の水素吸蔵合
金が飛散することがある。
素吸蔵合金粉末は、通常、70〜85重量%、好ましく
は75〜80重量%の量で均一に分散固定されているこ
とが望ましい。水素吸蔵合金粉末の含有量が70重量%
未満、換言すればフッ素樹脂含有量が30重量%を超え
ると、所定圧力を加えて吸蔵させた水素を取り出すの
に、水素吸蔵時の圧力よりある程度低くしないとその水
素を放出させることができないなど水素の吸放出効率が
低下する(ヒステリシスが大きくなる)ことがあり、ま
た、水素吸蔵合金粉末の含有量が85重量%を超える
と、換言すればフッ素樹脂含有量が15重量%未満で
は、水素の吸放出を長期間に亙り繰り返した場合に水素
貯蔵フッ素樹脂成形体が崩壊し、成形体中の水素吸蔵合
金が飛散することがある。
【0019】このような水素貯蔵用フッ素樹脂成形体で
は、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂によって囲じょう固
定(まわりを取り囲まれ固定)されていると推定され
る。そしてこの水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の具体的形
状としては、円柱状、円筒状、角柱状、板状、球状等が
挙げられる。水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の製造 本発明においては、上記のような水素貯蔵用フッ素樹脂
成形体を下記のような方法で製造している。すなわち、
本発明においては、水素吸蔵合金粉末とフッ素樹脂粉末
とを混合し、得られた混合物を予備成形した後、この予
備成形物を焼成することにより、水素吸蔵合金粉末がフ
ッ素樹脂内に分散固定されたフッ素樹脂成形体を製造し
ている。詳説すれば、水素吸蔵合金粉末とフッ素樹脂粉
末とを混合するには、大気中、好ましくはチッソガス以
外の不活性ガス雰囲気中(例えば、アルゴンガス雰囲気
中)または真空中でドライブレンドすることが望まし
い。また、得られた混合物を所望の形状に予備成形する
には、例えばプレス成形法を採用でき、この際70〜2
00MPa程度の成形圧が加えられる。このように予備
成形した後、この予備成形物を、チッソガス以外の不活
性ガス(例:アルゴンガス)雰囲気中で、または真空中
で焼成すれば、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に均一
に分散固定されたフッ素樹脂成形体が得られる。
は、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂によって囲じょう固
定(まわりを取り囲まれ固定)されていると推定され
る。そしてこの水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の具体的形
状としては、円柱状、円筒状、角柱状、板状、球状等が
挙げられる。水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の製造 本発明においては、上記のような水素貯蔵用フッ素樹脂
成形体を下記のような方法で製造している。すなわち、
本発明においては、水素吸蔵合金粉末とフッ素樹脂粉末
とを混合し、得られた混合物を予備成形した後、この予
備成形物を焼成することにより、水素吸蔵合金粉末がフ
ッ素樹脂内に分散固定されたフッ素樹脂成形体を製造し
ている。詳説すれば、水素吸蔵合金粉末とフッ素樹脂粉
末とを混合するには、大気中、好ましくはチッソガス以
外の不活性ガス雰囲気中(例えば、アルゴンガス雰囲気
中)または真空中でドライブレンドすることが望まし
い。また、得られた混合物を所望の形状に予備成形する
には、例えばプレス成形法を採用でき、この際70〜2
00MPa程度の成形圧が加えられる。このように予備
成形した後、この予備成形物を、チッソガス以外の不活
性ガス(例:アルゴンガス)雰囲気中で、または真空中
で焼成すれば、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に均一
に分散固定されたフッ素樹脂成形体が得られる。
【0020】予備成形物の焼成温度としては、用いたフ
ッ素樹脂の溶融温度以上(例:PTFEでは約325℃以上)
であって、その樹脂の分解あるいは合金の酸化等が著し
く進行しないような温度が採用され、用いられるフッ素
樹脂の種類等にもよるが、例えばPTFEの場合には、
通常、340〜380℃(例:370℃)程度の温度で
焼成される。
ッ素樹脂の溶融温度以上(例:PTFEでは約325℃以上)
であって、その樹脂の分解あるいは合金の酸化等が著し
く進行しないような温度が採用され、用いられるフッ素
樹脂の種類等にもよるが、例えばPTFEの場合には、
通常、340〜380℃(例:370℃)程度の温度で
焼成される。
【0021】上記のような方法によれば、円柱状、板
状、ハニカム状など任意の形状の水素貯蔵用フッ素樹脂
成形体を製造できる。このようにして得られた水素貯蔵
用フッ素樹脂成形体は、棚、邪魔板等をとくに設けなく
とも、タンク内等に効率よく均一に配置・充填すること
ができ、また交換作業も容易である。この成形体は、水
素吸蔵時の体積膨張(20〜30%)に対して追随し得
る柔軟性と、耐熱性を有しており、長期間に亙り水素の
吸蔵・放出を繰り返し行っても、水素の吸蔵放出に伴う
発熱・加熱等により熱劣化あるいは崩壊することがな
い。従って成形体中の微粉化した水素吸蔵合金が飛散し
てフィルタ等の目詰まりを起こすことが防止される。ま
た飛散した水素吸蔵合金がタンク底部に溜り、水素吸蔵
時の体積膨張に伴って、タンクの破壊等を引き起こすこ
ともない。また、この水素貯蔵用フッ素樹脂成形体で
は、水素吸蔵合金はフッ素樹脂に担時(保持)されてお
り、水素吸蔵合金が微粉化してタンク底部に溜ることが
ないため、水素貯蔵用フッ素樹脂成形体中の水素吸蔵合
金の熱伝導性が低下せず、水素の吸放出速度(応答速
度)の低下が防止される。
状、ハニカム状など任意の形状の水素貯蔵用フッ素樹脂
成形体を製造できる。このようにして得られた水素貯蔵
用フッ素樹脂成形体は、棚、邪魔板等をとくに設けなく
とも、タンク内等に効率よく均一に配置・充填すること
ができ、また交換作業も容易である。この成形体は、水
素吸蔵時の体積膨張(20〜30%)に対して追随し得
る柔軟性と、耐熱性を有しており、長期間に亙り水素の
吸蔵・放出を繰り返し行っても、水素の吸蔵放出に伴う
発熱・加熱等により熱劣化あるいは崩壊することがな
い。従って成形体中の微粉化した水素吸蔵合金が飛散し
てフィルタ等の目詰まりを起こすことが防止される。ま
た飛散した水素吸蔵合金がタンク底部に溜り、水素吸蔵
時の体積膨張に伴って、タンクの破壊等を引き起こすこ
ともない。また、この水素貯蔵用フッ素樹脂成形体で
は、水素吸蔵合金はフッ素樹脂に担時(保持)されてお
り、水素吸蔵合金が微粉化してタンク底部に溜ることが
ないため、水素貯蔵用フッ素樹脂成形体中の水素吸蔵合
金の熱伝導性が低下せず、水素の吸放出速度(応答速
度)の低下が防止される。
【0022】
【発明の効果】本発明に係る水素吸蔵フッ素樹脂成形体
は、長期間繰り返し使用しても水素吸蔵合金が微粉化し
て崩壊飛散することがない。
は、長期間繰り返し使用しても水素吸蔵合金が微粉化し
て崩壊飛散することがない。
【0023】
【実施例】以下、本発明について実施例に基づいてさら
に具体的に説明するが本発明はこれらの実施例により何
等限定されるものではない。
に具体的に説明するが本発明はこれらの実施例により何
等限定されるものではない。
【0024】
【実施例1】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の製造 Lm-Ni系水素吸蔵合金粉末(粉径:200メッシュ
アンダー)とPTFE粉末とを、Lm-Ni系水素吸蔵
合金粉末70重量%に対してPTFE粉末30重量%の
量で真空中でドライブレンドし、得られた混合物を15
0MPaの加圧下に円柱状に予備成形した後、この予備
成形物を真空中、370℃の温度で2時間焼成すること
により、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に均一に分散
固定されたフッ素樹脂成形体(合金換算量:3.75
g,寸法:15mmφ×高さ15mm)を製造した。
アンダー)とPTFE粉末とを、Lm-Ni系水素吸蔵
合金粉末70重量%に対してPTFE粉末30重量%の
量で真空中でドライブレンドし、得られた混合物を15
0MPaの加圧下に円柱状に予備成形した後、この予備
成形物を真空中、370℃の温度で2時間焼成すること
により、水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に均一に分散
固定されたフッ素樹脂成形体(合金換算量:3.75
g,寸法:15mmφ×高さ15mm)を製造した。
【0025】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の成分組成を
表1に示す。
表1に示す。
【0026】
【実施例2】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の製造 実施例1において、Lm-Ni系水素吸蔵合金粉末(粉
径:200メッシュアンダー)とPTFE粉末とを、L
m-Ni系水素吸蔵合金粉末75重量%に対してPTF
E粉末25重量%の量で用いた以外は、実施例1と同様
にしてフッ素樹脂成形体(合金換算量:4.25g,寸
法:15mmφ×高さ15mm)を製造した。
径:200メッシュアンダー)とPTFE粉末とを、L
m-Ni系水素吸蔵合金粉末75重量%に対してPTF
E粉末25重量%の量で用いた以外は、実施例1と同様
にしてフッ素樹脂成形体(合金換算量:4.25g,寸
法:15mmφ×高さ15mm)を製造した。
【0027】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の成分組成を
表1に示す。
表1に示す。
【0028】
【実施例3】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の製造 実施例1において、Lm-Ni系水素吸蔵合金粉末(粉
径:200メッシュアンダー)とPTFE粉末とを、L
m-Ni系水素吸蔵合金粉末80重量%に対してPTF
E粉末20重量%の量で用いた以外は、実施例1と同様
にしてフッ素樹脂成形体(合金換算量:4.58g,寸
法:15mmφ×高さ15mm)を製造した。
径:200メッシュアンダー)とPTFE粉末とを、L
m-Ni系水素吸蔵合金粉末80重量%に対してPTF
E粉末20重量%の量で用いた以外は、実施例1と同様
にしてフッ素樹脂成形体(合金換算量:4.58g,寸
法:15mmφ×高さ15mm)を製造した。
【0029】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の成分組成を
表1に示す。
表1に示す。
【0030】
【実施例4】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の製造 実施例1において、Lm-Ni系水素吸蔵合金粉末(粉
径:200メッシュアンダー)とPTFE粉末とを、L
m-Ni系水素吸蔵合金粉末85重量%に対してPTF
E粉末15重量%の量で用いた以外は、実施例1と同様
にしてフッ素樹脂成形体(合金換算量:4.75g,寸
法:15mmφ×高さ15mm)を製造した。
径:200メッシュアンダー)とPTFE粉末とを、L
m-Ni系水素吸蔵合金粉末85重量%に対してPTF
E粉末15重量%の量で用いた以外は、実施例1と同様
にしてフッ素樹脂成形体(合金換算量:4.75g,寸
法:15mmφ×高さ15mm)を製造した。
【0031】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の成分組成を
表1に示す。
表1に示す。
【0032】
【実施例5】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の製造 実施例1において、Lm-Ni系水素吸蔵合金粉末に代
えてMm-Ni-Fe系合金粉末(粉径:200メッシュ
アンダー)を用い、またこのMm-Ni-Fe系合金粉末
とPTFE粉末とを、Lm-Ni系水素吸蔵合金粉末8
0重量%に対してPTFE粉末20重量%の量で用いた
以外は、実施例1と同様にしてフッ素樹脂成形体(合金
換算量:4.78g,寸法:15mmφ×高さ15m
m)を製造した。
えてMm-Ni-Fe系合金粉末(粉径:200メッシュ
アンダー)を用い、またこのMm-Ni-Fe系合金粉末
とPTFE粉末とを、Lm-Ni系水素吸蔵合金粉末8
0重量%に対してPTFE粉末20重量%の量で用いた
以外は、実施例1と同様にしてフッ素樹脂成形体(合金
換算量:4.78g,寸法:15mmφ×高さ15m
m)を製造した。
【0033】水素貯蔵用フッ素樹脂成形体の成分組成を
表1に示す。
表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【水素吸放出効率の測定】1.測定方法・条件 実施例1〜5で得られた水素貯蔵用フッ素樹脂成形体に
ついて、この成形体の端面およびバリを切除して、φ1
5mm×6mm(高さ)に切り出し、測定用試料とし
た。また、水素平衡圧力−水素(H)/合金金属原子(M)組
成比(H/M)等温線(PCT線)測定は、各々の水素
貯蔵用フッ素樹脂成形体について、水素吸放出を2回行
った後と水素吸放出を4回行った後の計2回行った。測定条件 (イ)測定温度:30℃。
ついて、この成形体の端面およびバリを切除して、φ1
5mm×6mm(高さ)に切り出し、測定用試料とし
た。また、水素平衡圧力−水素(H)/合金金属原子(M)組
成比(H/M)等温線(PCT線)測定は、各々の水素
貯蔵用フッ素樹脂成形体について、水素吸放出を2回行
った後と水素吸放出を4回行った後の計2回行った。測定条件 (イ)測定温度:30℃。
【0036】(ロ)活性化条件:実施例1〜4に示す試料
については、室温で、1時間排気した後、水素圧を30
atm印加した。実施例5に示す試料については、室温
で1時間排気した後、水素圧を40atm印加した。
については、室温で、1時間排気した後、水素圧を30
atm印加した。実施例5に示す試料については、室温
で1時間排気した後、水素圧を40atm印加した。
【0037】(ハ)PCT線および水素吸蔵速度の測定:
JIS H 7201,7202に準拠した。2.測定手順 (1) 測定試料の活性化:室温で1時間かけて試料の真
空排気(-a)を行った後、水素圧30atm(実施例1
〜4)または40atm(実施例5)を印加(-b)し
て、試料を活性化させた。
JIS H 7201,7202に準拠した。2.測定手順 (1) 測定試料の活性化:室温で1時間かけて試料の真
空排気(-a)を行った後、水素圧30atm(実施例1
〜4)または40atm(実施例5)を印加(-b)し
て、試料を活性化させた。
【0038】活性化所要時間は、実施例2〜4の試料で
は、約40分〜1時間であり、実施例1と実施例5の試
料では、約3〜4時間であった。 (2) 上記のようにして試料を活性化させた後、再度1
時間の真空排気(-a)を行い、次いで、水素圧30at
m(実施例1〜4)または40atm(実施例5)を印
加(-b)した。
は、約40分〜1時間であり、実施例1と実施例5の試
料では、約3〜4時間であった。 (2) 上記のようにして試料を活性化させた後、再度1
時間の真空排気(-a)を行い、次いで、水素圧30at
m(実施例1〜4)または40atm(実施例5)を印
加(-b)した。
【0039】なお、実施例1の試料では、約20分で水
素の吸蔵を終了した。また、実施例2〜5の試料では、
約5分で水素の吸蔵を終了した。(3) 第1回目のPCT測定 次いで、実施例1〜4に示す試料については、室温で、
1時間真空排気(-a)した後、水素圧を30atm印加
(-b)して、第1回目のPCT測定を行った。これは、
都合3回(〜)の水素吸放出を行った際のPCT測
定に相当する。
素の吸蔵を終了した。また、実施例2〜5の試料では、
約5分で水素の吸蔵を終了した。(3) 第1回目のPCT測定 次いで、実施例1〜4に示す試料については、室温で、
1時間真空排気(-a)した後、水素圧を30atm印加
(-b)して、第1回目のPCT測定を行った。これは、
都合3回(〜)の水素吸放出を行った際のPCT測
定に相当する。
【0040】実施例5に示す試料については、室温で1
時間真空排気した後、水素圧を40atm印加(-b)し
て、PCT測定を行った。なお、測定は、試料に関係な
く全て30℃で行った。
時間真空排気した後、水素圧を40atm印加(-b)し
て、PCT測定を行った。なお、測定は、試料に関係な
く全て30℃で行った。
【0041】結果を、表2に示す。 (4) 次いで、室温で1時間真空排気(-a)した後、水
素圧を30atm(実施例1〜4)または水素圧を40
atm(実施例5)印加(-b)した。(5) 第2回目のPCT測定 次いで、第2回目のPCT測定を行った。これは、都合
5回(〜)の水素吸放出を行った際のPCT測定に
相当する。
素圧を30atm(実施例1〜4)または水素圧を40
atm(実施例5)印加(-b)した。(5) 第2回目のPCT測定 次いで、第2回目のPCT測定を行った。これは、都合
5回(〜)の水素吸放出を行った際のPCT測定に
相当する。
【0042】測定方法は、第1回目と同様にした。結果
を、表2に示す。また、試料[Lm-Ni系合金75
%含有水素貯蔵用フッ素樹脂成形体]について、PCT
曲線を求めた。第1回目の測定結果を図1に、第2回目
のPCT測定の結果を図2に示す。
を、表2に示す。また、試料[Lm-Ni系合金75
%含有水素貯蔵用フッ素樹脂成形体]について、PCT
曲線を求めた。第1回目の測定結果を図1に、第2回目
のPCT測定の結果を図2に示す。
【0043】
【表2】
【0044】表2によれば、特に試料(実施例1)で
は、第1回目に比べて第2回目の最大水素吸蔵量の増加
が著しい。これは、フッ素樹脂含有量の多い水素貯蔵用
フッ素樹脂成形体では、水素吸放出を繰り返すことによ
り、該成形体内を水素がスムーズに流通できるようにな
るためであろうと思われる。
は、第1回目に比べて第2回目の最大水素吸蔵量の増加
が著しい。これは、フッ素樹脂含有量の多い水素貯蔵用
フッ素樹脂成形体では、水素吸放出を繰り返すことによ
り、該成形体内を水素がスムーズに流通できるようにな
るためであろうと思われる。
【0045】なお、上記〜の何れの試料において
も、割れ等の形状変化は認められなかった。では、水
素貯蔵用フッ素樹脂成形体から1部合金粉末の脱落が認
められたが、〜およびの何れの場合にも、水素貯
蔵用フッ素樹脂成形体から合金粉末の脱落は、認められ
なかった。
も、割れ等の形状変化は認められなかった。では、水
素貯蔵用フッ素樹脂成形体から1部合金粉末の脱落が認
められたが、〜およびの何れの場合にも、水素貯
蔵用フッ素樹脂成形体から合金粉末の脱落は、認められ
なかった。
【0046】また、本発明に係る水素貯蔵用フッ素樹脂
成形体では、該成形体中の合金の最初の活性化の所要時
間比べてその後の水素吸蔵は短時間になっており、ひと
たび活性化されると、その後の水素吸放出は極めてスム
ーズに行われることがわかる。
成形体では、該成形体中の合金の最初の活性化の所要時
間比べてその後の水素吸蔵は短時間になっており、ひと
たび活性化されると、その後の水素吸放出は極めてスム
ーズに行われることがわかる。
【図1】図1は、試料(実施例2)について第1回目
のPCT測定の結果に基づき作成したPCT曲線であ
る。
のPCT測定の結果に基づき作成したPCT曲線であ
る。
【図2】図2は、試料(実施例2)について第2回目
のPCT測定の結果に基づき作成したPCT曲線であ
る。
のPCT測定の結果に基づき作成したPCT曲線であ
る。
図1および図2において、左縦軸は、圧力(atm)を示
し、横軸は、水素(H)と合金原子(M)の原子比(H
/M)を示す。
し、横軸は、水素(H)と合金原子(M)の原子比(H
/M)を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C22C 38/00 302 V B29K 27:12
Claims (4)
- 【請求項1】水素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に分散固
定されていることを特徴とする水素貯蔵用フッ素樹脂成
形体。 - 【請求項2】水素吸蔵合金粉末が70〜85重量%の量
で分散固定されていることを特徴とする請求項1に記載
の水素貯蔵用フッ素樹脂成形体。 - 【請求項3】前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)であることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の水素貯蔵用フッ素樹脂成形体。 - 【請求項4】水素吸蔵合金粉末とフッ素樹脂粉末とを混
合し、得られた混合物を予備成形した後、焼成して、水
素吸蔵合金粉末がフッ素樹脂内に分散固定されたフッ素
樹脂成形体を得ることを特徴とする水素貯蔵用フッ素樹
脂成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6149918A JPH0811241A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 水素貯蔵用フッ素樹脂成形体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6149918A JPH0811241A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 水素貯蔵用フッ素樹脂成形体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0811241A true JPH0811241A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15485437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6149918A Pending JPH0811241A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 水素貯蔵用フッ素樹脂成形体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811241A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009522734A (ja) * | 2006-01-09 | 2009-06-11 | オングストローム パワー インク. | 携帯用燃料電池システムおよびそのための方法 |
| JP2010150124A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-07-08 | Angstrom Power Inc | 流体貯蔵構成材の製造方法 |
| CN119703076A (zh) * | 2024-12-30 | 2025-03-28 | 上海交通大学 | 一种高热导高密度常温储氢材料块体的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5730273A (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-18 | Dowa Mining Co Ltd | Disposal of button type waste battery |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP6149918A patent/JPH0811241A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5730273A (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-18 | Dowa Mining Co Ltd | Disposal of button type waste battery |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009522734A (ja) * | 2006-01-09 | 2009-06-11 | オングストローム パワー インク. | 携帯用燃料電池システムおよびそのための方法 |
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| CN119703076A (zh) * | 2024-12-30 | 2025-03-28 | 上海交通大学 | 一种高热导高密度常温储氢材料块体的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980127 |