JPS589041B2 - 水素貯蔵用材料製造法 - Google Patents
水素貯蔵用材料製造法Info
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- JPS589041B2 JPS589041B2 JP55068425A JP6842580A JPS589041B2 JP S589041 B2 JPS589041 B2 JP S589041B2 JP 55068425 A JP55068425 A JP 55068425A JP 6842580 A JP6842580 A JP 6842580A JP S589041 B2 JPS589041 B2 JP S589041B2
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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
- Y02E60/32—Hydrogen storage
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水素貯蔵特性に優れたFe−Ti−0系合金の
製造法に関するものである。
製造法に関するものである。
最近、多量の水素の貯蔵と輸送に関して金属水素化物を
利用する方法が有望視されている。
利用する方法が有望視されている。
また金属水素化物の形成時に生じる発熱を暖房に、水素
を解離する際の吸熱を冷房に利用することが試みられて
いる。
を解離する際の吸熱を冷房に利用することが試みられて
いる。
以上のような用途に適した水素貯蔵用材料を見い出し、
その製造法を確立することは重要である。
その製造法を確立することは重要である。
金属間化合物FeTiは水素貯蔵特性が優れておリ、ま
たランタン−ニッケル系、ミツシュメタル−ニッケル系
、チタンーマンガン系などの他の水素貯蔵用合金に比較
して安価であることから実用化が最も期対されている材
料の一つである。
たランタン−ニッケル系、ミツシュメタル−ニッケル系
、チタンーマンガン系などの他の水素貯蔵用合金に比較
して安価であることから実用化が最も期対されている材
料の一つである。
しかし、FeTiは最初の水素化が困難であるという大
きな欠点を有しており、最初に水素化するためには、た
とえば100メッシュ以下に粉砕後、数十気圧の水素雰
囲気中で200〜400℃に加熱するという活性化処理
が必要である。
きな欠点を有しており、最初に水素化するためには、た
とえば100メッシュ以下に粉砕後、数十気圧の水素雰
囲気中で200〜400℃に加熱するという活性化処理
が必要である。
FeTiのもう一つの大きな欠点として、水素化するだ
めの水素吸収平衡圧がかなり高いことである。
めの水素吸収平衡圧がかなり高いことである。
たとえばFeTiを水素原子と金属原子の比で0.5以
上になるまで水素化するためには、40℃では20気圧
以上の水素圧が必要である。
上になるまで水素化するためには、40℃では20気圧
以上の水素圧が必要である。
前記のよりなFeTiの欠点を改良する方法として、F
eTi中の鉄の一部をニオブ、マンガンあるいはチタン
などの元素で置換する方法が知られている。
eTi中の鉄の一部をニオブ、マンガンあるいはチタン
などの元素で置換する方法が知られている。
鉄の一部をニオプで置換する方法は、前記の欠点を著し
く改善するが、高価となる問題が生じ乙。
く改善するが、高価となる問題が生じ乙。
またTeTiの水素化特性が充分改善されるまで鉄の一
部をマンガン又はチタンで置換すると、残留水素量が多
くなり、水素放出量が減少する欠点が生じる。
部をマンガン又はチタンで置換すると、残留水素量が多
くなり、水素放出量が減少する欠点が生じる。
本発明は従来のこれらの欠点を改善すべくなされたもの
で、その目的はFeTiを基本にした合金で、FeTi
の欠点を改善し、活性化処理を必要とせず、水素化速度
が早く、水素化のだめの水素平衡圧力が低く、且つ室温
における水素貯蔵量及び放出量が大きい水素貯蔵材料の
製造法を確立するにある。
で、その目的はFeTiを基本にした合金で、FeTi
の欠点を改善し、活性化処理を必要とせず、水素化速度
が早く、水素化のだめの水素平衡圧力が低く、且つ室温
における水素貯蔵量及び放出量が大きい水素貯蔵材料の
製造法を確立するにある。
本発明者らは、前記目的を達成すべく研究の結果、次に
記述する方法で製造したFeTix(式中Xは1.04
〜1.40の数を示す)で表される合金相中にFeTi
yOz(式中yは1.4〜2.5 , zは0. 4
〜0. 9の数を示す)で表されるFe−Ti−0系酸
化物相が1〜10重量%分散している複合材料が水素貯
蔵用材料として優れた特性を有することを見い出した。
記述する方法で製造したFeTix(式中Xは1.04
〜1.40の数を示す)で表される合金相中にFeTi
yOz(式中yは1.4〜2.5 , zは0. 4
〜0. 9の数を示す)で表されるFe−Ti−0系酸
化物相が1〜10重量%分散している複合材料が水素貯
蔵用材料として優れた特性を有することを見い出した。
また水素貯蔵用材料は、次の方法によって製造すること
がよいことが分った。
がよいことが分った。
素材として鉄、チタンおよびFe203 ,FeO,F
e30,,Ti02などの鉄あるいはチタンの酸化物を
使用し、各素材をFeTix (式中Xは1.04〜1
.40の値を示すの合金相とFeTi1.4300.4
3の組成に換算して1〜10重量%のFe−Ti−0系
酸化物相からなる複合材料になるように秤量する。
e30,,Ti02などの鉄あるいはチタンの酸化物を
使用し、各素材をFeTix (式中Xは1.04〜1
.40の値を示すの合金相とFeTi1.4300.4
3の組成に換算して1〜10重量%のFe−Ti−0系
酸化物相からなる複合材料になるように秤量する。
この場合、鉄あるいはチタン素材中の酸素濃度が高い場
合にはその分だけ酸化物の量を減少させる。
合にはその分だけ酸化物の量を減少させる。
鉄およびチタンの高純度の酸化物は一般に粉末状で得ら
れ易い。
れ易い。
従って本発明の水素貯蔵用材料を製造するに際しては、
水素貯蔵用材料中の酸素量を正確に制御するためには高
純度の酸化物粉末を使用するのがよい。
水素貯蔵用材料中の酸素量を正確に制御するためには高
純度の酸化物粉末を使用するのがよい。
しかし、酸化物粉末をそのまま添加すると、その一部が
溶解時に飛散して損失するばかりでなく、これにより、
目的とする酸素量を合金中に含有させることができない
。
溶解時に飛散して損失するばかりでなく、これにより、
目的とする酸素量を合金中に含有させることができない
。
本発明においては、鉄あるいはチタンの酸化物粉末の添
加を、鉄あるいはチタンの酸化物の粉末を、チタン箔あ
るいは鉄箔で包んで添加溶解すれば、極めて正確な精度
で酸素を添加し得られ、優れた所望の水素貯蔵材料が得
られることを知見し、この方法により製造するものであ
る。
加を、鉄あるいはチタンの酸化物の粉末を、チタン箔あ
るいは鉄箔で包んで添加溶解すれば、極めて正確な精度
で酸素を添加し得られ、優れた所望の水素貯蔵材料が得
られることを知見し、この方法により製造するものであ
る。
秤量した素材をアルゴンあるいはヘリウムなどの不活性
ガス中で水冷銅坩堝を用いてアーク溶解する。
ガス中で水冷銅坩堝を用いてアーク溶解する。
溶解は不活性ガス中あるいは真空中の高周波溶解でもよ
いが坩堝はグラファイト製にする。
いが坩堝はグラファイト製にする。
本材料の溶解に水冷銅坩堝あるいはグラファイト製以外
の坩堝を使用する場合には、溶解中に溶湯が坩堝を侵食
し、酸素量が調節できなくなること、および坩堝を構成
しているたとえばAI203,Si02などが還元され
材料の水素貯蔵特性に悪影響を与えるアルミニウムある
いはケイ素などが不純物として混入する恐れが生じる。
の坩堝を使用する場合には、溶解中に溶湯が坩堝を侵食
し、酸素量が調節できなくなること、および坩堝を構成
しているたとえばAI203,Si02などが還元され
材料の水素貯蔵特性に悪影響を与えるアルミニウムある
いはケイ素などが不純物として混入する恐れが生じる。
鉄あるいはチタンの酸化物の状態で添加された酸素は、
溶解後FeTix (xは1.04〜1.40)の合金
相中にはほとんど固溶せずFeTiyOz(yは1.
4 〜2. 5、2は0.4〜0.9)の組成を有する
酸化物相として存在するようになることが明らかとなっ
た。
溶解後FeTix (xは1.04〜1.40)の合金
相中にはほとんど固溶せずFeTiyOz(yは1.
4 〜2. 5、2は0.4〜0.9)の組成を有する
酸化物相として存在するようになることが明らかとなっ
た。
酸化物相FeTiy02の組成は、合金相F6Tixの
Xの値が1.04〜1.40の範囲で変化すればyは1
.4〜2.5,zは0.4〜0.7の範囲内で変化する
。
Xの値が1.04〜1.40の範囲で変化すればyは1
.4〜2.5,zは0.4〜0.7の範囲内で変化する
。
まだ、合金相FeTix(xは1.0 4 〜1.4
0 )においてXが1.04から約1,11まではCs
Cl構造を有するFeTi相の単相だが、約1. 11
〜1.4 0の範囲ではFeTi相とチタン固溶体相の
2相が共存する。
0 )においてXが1.04から約1,11まではCs
Cl構造を有するFeTi相の単相だが、約1. 11
〜1.4 0の範囲ではFeTi相とチタン固溶体相の
2相が共存する。
チタン固溶体相は最初に水素化して表面亀裂を発生させ
、水素と反応し易い清浄な面を形成させ、また酸化物相
は水素が侵入し易い界面及び転位を増大させると共に亀
裂の発生を容易にする作用をする。
、水素と反応し易い清浄な面を形成させ、また酸化物相
は水素が侵入し易い界面及び転位を増大させると共に亀
裂の発生を容易にする作用をする。
FeTixにおいてXが増大するにつれて水素化のだめ
の水素吸収平衡圧が減少するが、Xが約1.11以上に
なると残留水素量が徐々に増大する。
の水素吸収平衡圧が減少するが、Xが約1.11以上に
なると残留水素量が徐々に増大する。
Xが1.40に近くなると、例えば実施例6(X=1.
38)及び第9図に示すように、Xがこれより低い実施
例3 ( x=1.0 4 )及び第4図、実施例4(
x=1.22)及び第6図、実施例5(X=1.27)
及び第8図の場合に比べて分るように、水素の吸収及び
放出等温曲線の勾配が急になってき、水素圧を高くして
も水素貯蔵量が増大しなくなる。
38)及び第9図に示すように、Xがこれより低い実施
例3 ( x=1.0 4 )及び第4図、実施例4(
x=1.22)及び第6図、実施例5(X=1.27)
及び第8図の場合に比べて分るように、水素の吸収及び
放出等温曲線の勾配が急になってき、水素圧を高くして
も水素貯蔵量が増大しなくなる。
従ってXは1.40以下であることが必要である。
これは安定で室温近傍では分解しない水素化合物を形成
するチタン固溶体相が増大するためである。
するチタン固溶体相が増大するためである。
Xが1,04より小さい場合には水素化のだめの水素吸
収圧が高く、まだ水素化し難くなる。
収圧が高く、まだ水素化し難くなる。
一方、上記した酸化物の量が増大するにつれて最初の水
素化速度が増大してぐるが、酸化物の量が約10重量%
以上になると単位重量あたりの水素貯蔵量が低下する。
素化速度が増大してぐるが、酸化物の量が約10重量%
以上になると単位重量あたりの水素貯蔵量が低下する。
また、酸化物の量が約1重量%以下になると、その水素
化速度におよぼす効果が小さくなる。
化速度におよぼす効果が小さくなる。
前記したようにFe−Ti系合金製造時に酸素が入ると
、たとえばFe7Ti10O3(FeTi1,43O0
.43)で表されるような鉄やチタンの多い酸化物相が
形成される。
、たとえばFe7Ti10O3(FeTi1,43O0
.43)で表されるような鉄やチタンの多い酸化物相が
形成される。
酸化物相は水素と反応しないために、それが形成される
と単位重量あたりの水素貯蔵量が減少する。
と単位重量あたりの水素貯蔵量が減少する。
従来は、酸素を添加すると同時にFeTiの組成からチ
タン側に組成をずらすというような改善方法を行ってい
なかったために、酸化物相による欠点のみが重視され、
酸素量は可能な限り下げる試みがなされていた。
タン側に組成をずらすというような改善方法を行ってい
なかったために、酸化物相による欠点のみが重視され、
酸素量は可能な限り下げる試みがなされていた。
本発明の製造法によると、FeTix (式中Xは1.
04〜1.40の数を示す)で表される合金相中に、F
eTiyO2(式中yぱ1.4〜2.5,zは0.1〜
0.9の数を示す)で表される酸化相を1〜10重量%
分散させるだめに加える鉄あるいはチタンの酸化物の粉
末をチタン箔あるいは鉄箔に包んで加えるため、溶解時
に鉄酸化物粉末、チタン酸化物粉末が飛散することがな
い。
04〜1.40の数を示す)で表される合金相中に、F
eTiyO2(式中yぱ1.4〜2.5,zは0.1〜
0.9の数を示す)で表される酸化相を1〜10重量%
分散させるだめに加える鉄あるいはチタンの酸化物の粉
末をチタン箔あるいは鉄箔に包んで加えるため、溶解時
に鉄酸化物粉末、チタン酸化物粉末が飛散することがな
い。
そのため、酸素を極めて正確な精度で添加し得られ、所
望のFeTi,0zを分散生成し得られる。
望のFeTi,0zを分散生成し得られる。
また、鉄酸化物粉末、チタン酸化物粉末の高純度のもの
が容易に使用し得られるだめ、高純度で水素貯蔵特性の
優れた水素貯蔵用材料が容易に得られる優れた効果を有
する。
が容易に使用し得られるだめ、高純度で水素貯蔵特性の
優れた水素貯蔵用材料が容易に得られる優れた効果を有
する。
本発明により製造した水素貯蔵用材料は、最初に水素化
するというような活性化処理の必要がなく、しかもその
水素化速度が大きい。
するというような活性化処理の必要がなく、しかもその
水素化速度が大きい。
室温で水素を液体水素と同じ程度の密度で容易に貯蔵し
、またそれを放出することができる。
、またそれを放出することができる。
保持圧力は数十気圧以下でよいだめ、特殊な高圧容器を
必要とし々い。
必要とし々い。
また、本発明の水素貯蔵用材料は安価である。
したがって犬型水素貯蔵タンク用水素貯蔵材としてある
いは水素化物の形成・分解時の反応熱を利用した大型冷
暖房装置用に使用するのに適している。
いは水素化物の形成・分解時の反応熱を利用した大型冷
暖房装置用に使用するのに適している。
等の優れた特長を有している。実施例 1
電解鉄4 7. 0 7重量%、スポンジチタン487
7重量%、チタン箔(20ミクロン厚)2.5重量%、
およびFe203の粉末1.66重量%とを、アルゴン
雰気中水冷銅坩堝を用いてアーク溶解した。
7重量%、チタン箔(20ミクロン厚)2.5重量%、
およびFe203の粉末1.66重量%とを、アルゴン
雰気中水冷銅坩堝を用いてアーク溶解した。
この際Fe203の粉末はチタン箔で包んで溶解した。
得られたインゴットはFeT i t−22の組成を有
する合金相と鉄;チタン:酸素の原子比が1:1.52
:0.43の酸化物相とからなる複合材であった。
する合金相と鉄;チタン:酸素の原子比が1:1.52
:0.43の酸化物相とからなる複合材であった。
酸化物の組成はX線マイクロアナライザーによって分析
した。
した。
鉄、チタンおよび酸化物の量を変え、あるいは酸化物の
種類を変えて、上記と同様な方法で複合材を製造した。
種類を変えて、上記と同様な方法で複合材を製造した。
第1表にその製造中に酸化物の状態で添加した酸素量と
実際に入った酸素量の分析値を示す。
実際に入った酸素量の分析値を示す。
酸素の分析は不活性ガス中の溶融法で行った。
この結果から明らかなように、本製造法によれば使用し
た酸化物はいずれも有効々酸素添加剤となり得る。
た酸化物はいずれも有効々酸素添加剤となり得る。
また、酸化物の状態で添加した酸素量より、分析値の方
が大きな値を示す傾向が認められるが、これより溶解中
に素材からあるいは雰囲気から酸素が約0.05〜0.
07重量%入ったことがわかる。
が大きな値を示す傾向が認められるが、これより溶解中
に素材からあるいは雰囲気から酸素が約0.05〜0.
07重量%入ったことがわかる。
アーク溶解した各インゴットについてX線マイクロアナ
ライザーによる分析をした結果、合金相の組成がFeT
i1,08,FeTi1.13およひTeTi1,22
である酸化物の組成は、鉄:チタン:酸素の原子比でそ
れぞれ、1:1.4〜1.6:0.4〜0.5.1:1
.4〜1.6:0.4〜0.6および1:1.4〜2.
0二〇.4〜0.7で表されることが明らかとなった。
ライザーによる分析をした結果、合金相の組成がFeT
i1,08,FeTi1.13およひTeTi1,22
である酸化物の組成は、鉄:チタン:酸素の原子比でそ
れぞれ、1:1.4〜1.6:0.4〜0.5.1:1
.4〜1.6:0.4〜0.6および1:1.4〜2.
0二〇.4〜0.7で表されることが明らかとなった。
これらの値は約FeTi組成の合金相中に存在する酸化
物として従来から知られているFe7Tilg03(F
e :Ti : 0=1 : 1.43 : 0.
43 )という酸化物の組成とほぼ等しい。
物として従来から知られているFe7Tilg03(F
e :Ti : 0=1 : 1.43 : 0.
43 )という酸化物の組成とほぼ等しい。
しかしアーク溶解後のインゴットを焼鈍処理すると酸化
物相中のチタンおよび酸素の濃度が増す傾向が認められ
た。
物相中のチタンおよび酸素の濃度が増す傾向が認められ
た。
たとえば1000℃で50時間の焼鈍処理すれば、F’
e”11.0gおよびFeTi1.13の合金相中に分
散していた酸化物の組成は、鉄:チタン:酸素の原子比
でそれぞれ、1:1,6〜2.0:0,5〜0.8およ
び1:1.6〜2.0:0.5〜0.9となった。
e”11.0gおよびFeTi1.13の合金相中に分
散していた酸化物の組成は、鉄:チタン:酸素の原子比
でそれぞれ、1:1,6〜2.0:0,5〜0.8およ
び1:1.6〜2.0:0.5〜0.9となった。
実施例 2
電解鉄50.45重量%、スポンジチタン47.97X
M%、チタン箔(20ミクロン厚)1.25重量%およ
びFe203の粉末0.33重量%とを、Fe203の
粉末はチタン箔に包んで、水冷銅坩堝を使用しアルゴン
雰囲気中でアーク溶解し、F e T t 1.1 3
−1.9重量%Fe7Ti1o03の組成のインゴット
を得た。
M%、チタン箔(20ミクロン厚)1.25重量%およ
びFe203の粉末0.33重量%とを、Fe203の
粉末はチタン箔に包んで、水冷銅坩堝を使用しアルゴン
雰囲気中でアーク溶解し、F e T t 1.1 3
−1.9重量%Fe7Ti1o03の組成のインゴット
を得た。
ここに酸化物の組成は実施例1で示したようにある組成
範囲を有しているが含有している金属酸化物の重量割合
を特定して表示するため、便宜上金属酸化物Fe7Ti
10O3 ( F eT 1 1,4300 4:の組
成のものとして示す。
範囲を有しているが含有している金属酸化物の重量割合
を特定して表示するため、便宜上金属酸化物Fe7Ti
10O3 ( F eT 1 1,4300 4:の組
成のものとして示す。
この表示方法は以下の実施例においても同様である。
得られたインゴットを100メッシュより小さい粒子径
まで粉砕した。
まで粉砕した。
この粉砕した複合材料の所定量を耐圧反応容器に装入し
、5 X 1 0 ’− mmHgの減圧にし、次に純
度99.99999%の水素ガスを60気圧導入した。
、5 X 1 0 ’− mmHgの減圧にし、次に純
度99.99999%の水素ガスを60気圧導入した。
保持温度は25℃であった。そのような条件下での水素
吸収量と時間の関係を第1図の曲線2に示す。
吸収量と時間の関係を第1図の曲線2に示す。
縦軸は水素と金属原子との原子比であり、横軸は時間を
示している。
示している。
また、上記と同様な方法で製造したFeTj,.1s−
8.s重量%F e 7T 1 1o03の本発明の複
合材料、および比較材としてFeTi1,13およびF
eTiの組成のものについての水素吸収曲線をそれぞれ
第1図の曲線3、曲線1および曲線4に示している。
8.s重量%F e 7T 1 1o03の本発明の複
合材料、および比較材としてFeTi1,13およびF
eTiの組成のものについての水素吸収曲線をそれぞれ
第1図の曲線3、曲線1および曲線4に示している。
この結果から明らかなように、FeTiの組成からTi
側にずれた試料は、加熱するというような活性化処理す
ることなしに水素化が起っている。
側にずれた試料は、加熱するというような活性化処理す
ることなしに水素化が起っている。
またTi側にずれた試料に酸化物が含まれている場合に
は水素化速度がさらに早くなり、この傾向は酸化物の量
が多いほど犬き〈なっている。
は水素化速度がさらに早くなり、この傾向は酸化物の量
が多いほど犬き〈なっている。
なお、各試料において水素の吸収・放出を数回繰シ返す
と、10分以内に吸収量が飽和するほど水素の吸収速度
が大きくなった。
と、10分以内に吸収量が飽和するほど水素の吸収速度
が大きくなった。
しかし、FeTiがそのような状態になるためには、最
初に50気圧の水素中200℃に加熱するという活性化
処理が必要であった。
初に50気圧の水素中200℃に加熱するという活性化
処理が必要であった。
第2図はFeT iLl 3 1. 9重量%F e
7 T 1 10 0 3(曲線2−a,2−b)お
よびFeTi(曲線4−a4−b)において、それぞれ
水素の吸収・放出を数回繰り返したのちの40℃におけ
る水素吸収等温曲線(曲線2−a,4−a)と水素放出
等温曲線2−b,4−bである。
7 T 1 10 0 3(曲線2−a,2−b)お
よびFeTi(曲線4−a4−b)において、それぞれ
水素の吸収・放出を数回繰り返したのちの40℃におけ
る水素吸収等温曲線(曲線2−a,4−a)と水素放出
等温曲線2−b,4−bである。
この結果から明らかなようにFeTi,,,3 − 1
.9重量%Fe7Ti,003の水素吸収平衡圧はFe
Tiのそれに比較して著しく低くなっておシ、低い圧力
で多量の水素を吸収できることがわかる。
.9重量%Fe7Ti,003の水素吸収平衡圧はFe
Tiのそれに比較して著しく低くなっておシ、低い圧力
で多量の水素を吸収できることがわかる。
たとえば、40℃で水素圧力が10気圧の場合、FeT
iは水素をほとんど吸収しないが、FeTil43−1
.9重量%Fe7Ti1003においてはH/(Fe+
Ti)で約0.45まで、すなわち1g当り0℃1気圧
の水素に換算して約110CCも吸収することが分る。
iは水素をほとんど吸収しないが、FeTil43−1
.9重量%Fe7Ti1003においてはH/(Fe+
Ti)で約0.45まで、すなわち1g当り0℃1気圧
の水素に換算して約110CCも吸収することが分る。
またこの複合材の水素吸収・放出曲線においてはFeT
iに見られるようなプラトー領域が認められないが、た
とえば1000℃で50時間の焼鈍処理をすればFeT
iにおけると同様なプラトー領域がFeTiのそれらよ
りも低圧の所で認められるようになる。
iに見られるようなプラトー領域が認められないが、た
とえば1000℃で50時間の焼鈍処理をすればFeT
iにおけると同様なプラトー領域がFeTiのそれらよ
りも低圧の所で認められるようになる。
第2図に示した吸収および放出等温曲線の横軸は複合材
料がこの温度(第2図の場合40℃)で1気圧下に放出
し得る水素量を示している。
料がこの温度(第2図の場合40℃)で1気圧下に放出
し得る水素量を示している。
すなわちこの横軸の値にはこの温度で1気圧下に放出し
得ない水素量は含まれていない。
得ない水素量は含まれていない。
以下の実施例で示す吸収および放出等温曲線においても
横軸の表示は上記と全く同様である。
横軸の表示は上記と全く同様である。
実施例 3
実施例2と同様にして下記組成の複合材料を製造し、1
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
(a) F e T 1 1.o4
(b) F e T i’1 04 2. 9重量
%Fe7Tt 1003(c) F e T i 1
,04− g. 5重量%Fe7Tt 1003上記組
成の微粉末について実施例2と同様にして測定した25
℃における水素吸収速度曲線および40℃における吸収
および放出等温曲線をそれぞれ第3図および第4図に示
した。
%Fe7Tt 1003(c) F e T i 1
,04− g. 5重量%Fe7Tt 1003上記組
成の微粉末について実施例2と同様にして測定した25
℃における水素吸収速度曲線および40℃における吸収
および放出等温曲線をそれぞれ第3図および第4図に示
した。
それぞれの図における曲線と上記組成との関係は以下の
とおりである。
とおりである。
実施例2と同様にして下記組成の複合材料を製造し、1
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
(d)FeTi,22
(e) FeTi1,22−2.9重量%Fe7T i
1(,03(f)FeTi1.22−9.5重量%F
e7Ti 10o3上記組成の微粉末について実施例2
と同様にして測定した25℃における水素吸収速度曲線
および40℃における吸収および放出等温曲線をそれぞ
れ、第5図および第6図に示した。
1(,03(f)FeTi1.22−9.5重量%F
e7Ti 10o3上記組成の微粉末について実施例2
と同様にして測定した25℃における水素吸収速度曲線
および40℃における吸収および放出等温曲線をそれぞ
れ、第5図および第6図に示した。
それぞれの図における曲線と上記組成との関係は以下の
とうりである。
とうりである。
?施例 5
実施例2と同様にして下記組成の複数材料を製造し、1
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
(g) FeT i 1 .27
(h) FeTi1.2−2.9重量%Fe7Ti1o
−03(i) FeTi1,27−9.5重量%Fe7
Ti 10o3上記組成の微粉末について実施例2と同
様にして測定した25℃における水素吸収速度曲線およ
び40℃における吸収および放出等温曲線をそれぞれ、
第7図および第8図に示した。
−03(i) FeTi1,27−9.5重量%Fe7
Ti 10o3上記組成の微粉末について実施例2と同
様にして測定した25℃における水素吸収速度曲線およ
び40℃における吸収および放出等温曲線をそれぞれ、
第7図および第8図に示した。
それぞれの図における曲線と上記組成との関係は以下の
とおりである。
とおりである。
実施例 6
実施例2と同様にして下記組成の複合材料を製造し、1
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
(j) FeTi 1.38
(k) FeTi1.36 2. 9重量%Fe7T
i1oOa(1)FeTi,,38−9.5重量%F
e 7 T s 1 0 0 3上記組成の微粉末につ
いて測定した40℃における水素吸収および放出等温曲
線を第9図に示した。
i1oOa(1)FeTi,,38−9.5重量%F
e 7 T s 1 0 0 3上記組成の微粉末につ
いて測定した40℃における水素吸収および放出等温曲
線を第9図に示した。
第9図における曲線と上記組成との関係は以下のとうり
である。
である。
第9図が示すように、酸化物相と共存する合金相の組成
が”eTi 1.40 に近づくと、第4図、第6図
、第8図に比べて、水素の吸収及び放出等温曲線の勾配
が急になる。
が”eTi 1.40 に近づくと、第4図、第6図
、第8図に比べて、水素の吸収及び放出等温曲線の勾配
が急になる。
このことは、水素圧を高くしても水素貯蔵量が増大しな
くなることを示す。
くなることを示す。
実施例 7
実施例2と同様にして下記組成の複合材料を製造し10
0メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
0メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
各組成の微粉末について40℃で測定した水素放出等温
曲線を第10図に示しだ。
曲線を第10図に示しだ。
組成と第10図における曲線の対応は以下のとおりであ
る。
る。
FeTi 1.08
1 7FeTi 1 .Os−i.o重量%Fe7Ti
1o031 8FeTi,.Os−1.9重量%Fe7
Ti,oO319F eT i1 , O B 8.
8重量%Fe7Tito032 0FeTtl,。
1 7FeTi 1 .Os−i.o重量%Fe7Ti
1o031 8FeTi,.Os−1.9重量%Fe7
Ti,oO319F eT i1 , O B 8.
8重量%Fe7Tito032 0FeTtl,。
816重量%Fe7Ti1003 2 1FeT
1 1.6 B 2 8重量%”e7TilO 0
3 2 2実柿例 8 実施例2と同様にして下記組成の複合材料を製造し、1
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
1 1.6 B 2 8重量%”e7TilO 0
3 2 2実柿例 8 実施例2と同様にして下記組成の複合材料を製造し、1
00メッシュより小さい粒径まで粉砕した。
各組成の微粉について40℃で測定した水素放出等温曲
線を第11図に示し九組成と第11図における曲線の対
応は以下のとおりである。
線を第11図に示し九組成と第11図における曲線の対
応は以下のとおりである。
FeT” 1,13 2
3FeTi1,13−1.0重量%Fe7Ti1oO3
24FeTi 1.i 3−1.9重量%Fe7Tt
1003 2 5FeT i1, 1 3 8
.8重量%Fe7Ti 1o032 6FeT i 1
,13−16重量%Fe7Tt 10o3 2 7
FeT t 1.1 3 2 8重量%Fe7Tt
loo3 2 B第2表には実施例6および実施例
7において使用した各材料について、水素化した後の水
素放出量とF e 7 T 1 1 o0 3に換算し
た酸化物量との関係を示したものである。
3FeTi1,13−1.0重量%Fe7Ti1oO3
24FeTi 1.i 3−1.9重量%Fe7Tt
1003 2 5FeT i1, 1 3 8
.8重量%Fe7Ti 1o032 6FeT i 1
,13−16重量%Fe7Tt 10o3 2 7
FeT t 1.1 3 2 8重量%Fe7Tt
loo3 2 B第2表には実施例6および実施例
7において使用した各材料について、水素化した後の水
素放出量とF e 7 T 1 1 o0 3に換算し
た酸化物量との関係を示したものである。
水素化物の放出温度は40℃、水素量は0℃1気圧での
量に換算してある。
量に換算してある。
この結果から明らか々ように、酸化物の量が数重量%位
までは水素放出量が酸化物を含有していない合金に比較
してほとんど減少していない。
までは水素放出量が酸化物を含有していない合金に比較
してほとんど減少していない。
したがって、酸化物を適当に含有させれば水素放出量を
あまり減少させることなく、最初の水素化速度を増大さ
せることが可能になる。
あまり減少させることなく、最初の水素化速度を増大さ
せることが可能になる。
上記の実施例より明らかなとうり、本発明の製造法で製
造した鉄とチタンより成る合金相中に鉄とチタンと酸素
からなる酸化物が分散している複合材料は、室温におけ
る水素吸収速度が速く、そして多量の水素を吸収し得、
しかも吸収した多量の水素を室温で放出し得水素貯蔵用
材料として優れた特性を有していることがわかる。
造した鉄とチタンより成る合金相中に鉄とチタンと酸素
からなる酸化物が分散している複合材料は、室温におけ
る水素吸収速度が速く、そして多量の水素を吸収し得、
しかも吸収した多量の水素を室温で放出し得水素貯蔵用
材料として優れた特性を有していることがわかる。
第1図はFeTi,.ts(曲線1),FeTi,.,
s−1.9重量%Fe7Ti1(,03(曲線2),F
eTi1.,3−8.8重量%Fe7Ti1o03(曲
線3)およびFeTi(曲線4)の25℃における水素
吸収量と時間の関係図、第2図はFeTi1,13−1
.9重量%Fe7Tilo03(曲線2−a,2−b)
およびFeTi(曲線4−a,4−b)の40℃におけ
る水素吸収等温曲線(曲線2−a,4−b)と放出等温
曲線(曲線2−b,4−b)図、第3図はFeTil.
04(曲線5)tFeTj1.o+−2.(}重量%F
e7Tt,oO3(曲線6)およびFeTi,,04−
9.5重量%Fe7Ti1003(曲線7)の250℃
における水素吸収量と時間の関係図、第4図はFeTi
1,。 4(曲線5a,5−b),FeTi1,04−2.9重
量%Fe7Ts1oOa(曲線6−a,6−b)および
FeTil.o4−9.5重量%Fe7T11003(
曲線?−a,7−b)の40℃における水素吸収等温曲
線(曲線5−a,6−a,7−a)と放出等温曲線(曲
線s−b,6−b,7−b)図、第5図ぱFeTi1.
22(曲線8),FeTi,.22−2.9重量%Fe
7Ti1003(曲線9)およびFeTi1.22−9
.5重量%Fe7Ti1003(曲線10)の25℃に
おける水素吸収量と時間の関係図、第6図はFeTi1
.22(曲線8at8b),FeTI1.22−2.9
重量%Fe7Ti1oO3(曲線9−a,9−b)およ
びFeTi1,22−9.5重量%Fe7Til003
(曲線10a+10b)の40℃における水素吸収等温
曲線(曲線8−a,9−a,10a)と水素放出等温曲
線(曲線8−b,9−b,10−b)図、第7図ぱFe
Ti1.2(曲線11),FeTi1.27−2.9重
量%Fe7Tt1003(曲線12)およびFeTi1
.,−9.5重量%Fe7Tilo03(曲線13)の
25℃における水素吸収量と時間の関係図、第8図はF
eTi1,,(曲線11a,11bLFeT11.27
2.9重量%Fe7”ito03(12−a,12−b
)およびFeTi1,27−9.5重量%FeTi1o
03(13−a,13−b)の40℃における水素吸収
等温曲線(曲線11−a,12−a,13−a)と水素
放出等温曲線(曲線ii−b,12−b,13−b)図
、第9図はFeTit.38(曲線14asl4b),
FeTt1.362.9重量%Fe7Ti,oO3(曲
線i5−a,i5−b)およびFeTi1.38−9.
5重量%Fe7Ti1003(曲線16−a,16−b
)の40℃における水素吸収等温曲線(曲線14−a,
15−a,16−a)と水素放出等温曲線(曲線i4−
b,is−b,16−b)図、第10図はFeTi1.
OB(曲線17),FeTi1,。 8−1.0重量%Fe7Ti1603(曲線18),F
eTi1.o8−1.9重量%Fe7Ti1o03(曲
線19)−FeTtt,os8.8重量%Fe7Tt,
oos(曲線20)tFeTi1,og一16重量%,
Fe7Tlto03(曲線21)およびFeTi1,g
g−28重量%Fe7Titoo3(曲線22)の40
℃における水素放出等温曲線図、第11図はFeT’1
1.13(曲線23)tFeTi1.131.0重量%
Fe7Tt1o03(曲線24),FeTi,.13−
1.9重量%Fe7Tt100a(曲線25),FeT
i,,3−8.8重量%Fe7Ti1(,03(曲線2
6),peTi1.1316重量%Fe7Tito03
(曲線27)およびFeTi1,1328重量%Fe7
Ti100s(曲線28)の40℃における水素放出等
温曲線図。
s−1.9重量%Fe7Ti1(,03(曲線2),F
eTi1.,3−8.8重量%Fe7Ti1o03(曲
線3)およびFeTi(曲線4)の25℃における水素
吸収量と時間の関係図、第2図はFeTi1,13−1
.9重量%Fe7Tilo03(曲線2−a,2−b)
およびFeTi(曲線4−a,4−b)の40℃におけ
る水素吸収等温曲線(曲線2−a,4−b)と放出等温
曲線(曲線2−b,4−b)図、第3図はFeTil.
04(曲線5)tFeTj1.o+−2.(}重量%F
e7Tt,oO3(曲線6)およびFeTi,,04−
9.5重量%Fe7Ti1003(曲線7)の250℃
における水素吸収量と時間の関係図、第4図はFeTi
1,。 4(曲線5a,5−b),FeTi1,04−2.9重
量%Fe7Ts1oOa(曲線6−a,6−b)および
FeTil.o4−9.5重量%Fe7T11003(
曲線?−a,7−b)の40℃における水素吸収等温曲
線(曲線5−a,6−a,7−a)と放出等温曲線(曲
線s−b,6−b,7−b)図、第5図ぱFeTi1.
22(曲線8),FeTi,.22−2.9重量%Fe
7Ti1003(曲線9)およびFeTi1.22−9
.5重量%Fe7Ti1003(曲線10)の25℃に
おける水素吸収量と時間の関係図、第6図はFeTi1
.22(曲線8at8b),FeTI1.22−2.9
重量%Fe7Ti1oO3(曲線9−a,9−b)およ
びFeTi1,22−9.5重量%Fe7Til003
(曲線10a+10b)の40℃における水素吸収等温
曲線(曲線8−a,9−a,10a)と水素放出等温曲
線(曲線8−b,9−b,10−b)図、第7図ぱFe
Ti1.2(曲線11),FeTi1.27−2.9重
量%Fe7Tt1003(曲線12)およびFeTi1
.,−9.5重量%Fe7Tilo03(曲線13)の
25℃における水素吸収量と時間の関係図、第8図はF
eTi1,,(曲線11a,11bLFeT11.27
2.9重量%Fe7”ito03(12−a,12−b
)およびFeTi1,27−9.5重量%FeTi1o
03(13−a,13−b)の40℃における水素吸収
等温曲線(曲線11−a,12−a,13−a)と水素
放出等温曲線(曲線ii−b,12−b,13−b)図
、第9図はFeTit.38(曲線14asl4b),
FeTt1.362.9重量%Fe7Ti,oO3(曲
線i5−a,i5−b)およびFeTi1.38−9.
5重量%Fe7Ti1003(曲線16−a,16−b
)の40℃における水素吸収等温曲線(曲線14−a,
15−a,16−a)と水素放出等温曲線(曲線i4−
b,is−b,16−b)図、第10図はFeTi1.
OB(曲線17),FeTi1,。 8−1.0重量%Fe7Ti1603(曲線18),F
eTi1.o8−1.9重量%Fe7Ti1o03(曲
線19)−FeTtt,os8.8重量%Fe7Tt,
oos(曲線20)tFeTi1,og一16重量%,
Fe7Tlto03(曲線21)およびFeTi1,g
g−28重量%Fe7Titoo3(曲線22)の40
℃における水素放出等温曲線図、第11図はFeT’1
1.13(曲線23)tFeTi1.131.0重量%
Fe7Tt1o03(曲線24),FeTi,.13−
1.9重量%Fe7Tt100a(曲線25),FeT
i,,3−8.8重量%Fe7Ti1(,03(曲線2
6),peTi1.1316重量%Fe7Tito03
(曲線27)およびFeTi1,1328重量%Fe7
Ti100s(曲線28)の40℃における水素放出等
温曲線図。
Claims (1)
- 1FeTi合金を製造または溶解する際に、FeTix
(式中Xは1.04〜1.40の数を示す)で表される
合金相中にFeT i,02(式中yは1.4〜2.5
,zは0.4〜0.9の数を示す)で表される酸化物を
1〜10重量%生成分散させるために鉄酸化物粉末ある
いはチタン酸化物粉末をチタン箔あるいは鉄箔に包んで
加え加熱溶解することを特徴とする水素貯蔵用材料の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55068425A JPS589041B2 (ja) | 1980-05-24 | 1980-05-24 | 水素貯蔵用材料製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55068425A JPS589041B2 (ja) | 1980-05-24 | 1980-05-24 | 水素貯蔵用材料製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56169101A JPS56169101A (en) | 1981-12-25 |
| JPS589041B2 true JPS589041B2 (ja) | 1983-02-18 |
Family
ID=13373314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55068425A Expired JPS589041B2 (ja) | 1980-05-24 | 1980-05-24 | 水素貯蔵用材料製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589041B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107381500B (zh) * | 2017-06-19 | 2020-12-25 | 东南大学 | 一种用于化学链循环氧储氢的核壳储氢材料及制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5617901A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-20 | Natl Res Inst For Metals | Hydrogen storing material |
-
1980
- 1980-05-24 JP JP55068425A patent/JPS589041B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56169101A (en) | 1981-12-25 |
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