JPS5928624B2 - 水素吸蔵用合金の製造法 - Google Patents
水素吸蔵用合金の製造法Info
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- JPS5928624B2 JPS5928624B2 JP55123663A JP12366380A JPS5928624B2 JP S5928624 B2 JPS5928624 B2 JP S5928624B2 JP 55123663 A JP55123663 A JP 55123663A JP 12366380 A JP12366380 A JP 12366380A JP S5928624 B2 JPS5928624 B2 JP S5928624B2
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- JP
- Japan
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- alloy
- hydrogen storage
- storage alloy
- temperature
- manufacturing
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
- C01B3/0005—Reversible storage of hydrogen, e.g. by hydrogen getters or electrodes
-
- 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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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水素吸蔵用合金、特にＭｍ （ミツシュメタル
）、Ｎｉ、Ｍｎを主構成元素として含むＭｍＮｉ ５−
ｘＭｎｘ系合金の製造法に関し、水素吸蔵用合金に詳し
くは一定温度における水素吸蔵解離平衡圧の平坦部、所
謂プラトー域での該平衡圧の圧力変化の小さい合金の製
造法を提供するものである。
）、Ｎｉ、Ｍｎを主構成元素として含むＭｍＮｉ ５−
ｘＭｎｘ系合金の製造法に関し、水素吸蔵用合金に詳し
くは一定温度における水素吸蔵解離平衡圧の平坦部、所
謂プラトー域での該平衡圧の圧力変化の小さい合金の製
造法を提供するものである。
或種の金属もしくは合金は、特定の条件下で水素と定量
的に反応して金属水素化物となる事が知られている。
的に反応して金属水素化物となる事が知られている。
この反応は可逆反応であるため、種種のシステムへの応
用が実用化され、あるいは研究されつトある。
用が実用化され、あるいは研究されつトある。
これら金属水素化物を使用するための重要な特性の一つ
が、一定温度における水素吸蔵解離平衡圧特性であり、
特にプラトー域が平坦で圧力変化が小さい事が要求され
ている。
が、一定温度における水素吸蔵解離平衡圧特性であり、
特にプラトー域が平坦で圧力変化が小さい事が要求され
ている。
この合金として、ＭｍＮｉ ５−ｘＭｎｘ系合金が開発
されているが、この合金は従来、成分単体金属をアルゴ
ンアーク炉、高周波炉等で直接溶融し、水冷ルツボ等で
急冷して製造するために液体一固体の相変化が急凝に起
きるため、不安定な格子間隔をもったまメ固化しプラト
ー域での圧力変化が大きくなる欠点があった。
されているが、この合金は従来、成分単体金属をアルゴ
ンアーク炉、高周波炉等で直接溶融し、水冷ルツボ等で
急冷して製造するために液体一固体の相変化が急凝に起
きるため、不安定な格子間隔をもったまメ固化しプラト
ー域での圧力変化が大きくなる欠点があった。
本発明は上記従来の欠点を解消することを目的とし、そ
の要旨はＭｍＮ ｉ ５− ｘ Ｍｎｘ系の合金を溶融
温度より低温の７００℃乃至１０００℃で加熱し、そし
て冷却することにある。
の要旨はＭｍＮ ｉ ５− ｘ Ｍｎｘ系の合金を溶融
温度より低温の７００℃乃至１０００℃で加熱し、そし
て冷却することにある。
本発明においては、主としてニッケル、マンガン及びミ
ツシュメタルより構成され、その組成がＭｍＮ ｉ ５
− ｘ Ｍｎ ｘで表わされ、Ｘが０．２〜２．０の範
囲である合金を対象とする。
ツシュメタルより構成され、その組成がＭｍＮ ｉ ５
− ｘ Ｍｎ ｘで表わされ、Ｘが０．２〜２．０の範
囲である合金を対象とする。
この合金は、比較的安価に得られ、水素吸蔵量も大きい
特徴があるが、ミツシュメタルの成分の一つであるセリ
ウム分が増加するに従ってプラトー域での勾配が大きく
なることが知られている。
特徴があるが、ミツシュメタルの成分の一つであるセリ
ウム分が増加するに従ってプラトー域での勾配が大きく
なることが知られている。
又、マンガンの量が増大するに従って、ＭｍＮｉ５−ｘ
ＭｎｘのＸが０．２を越えると、やはりプラトー域の勾
配が大きくなる。
ＭｎｘのＸが０．２を越えると、やはりプラトー域の勾
配が大きくなる。
従って、本発明の実施に際してはセリウムがミツシュメ
タルの５０％以上を構成し、しかもＭｎｘのＸが０．２
以上である合金に対して特に有効になる。
タルの５０％以上を構成し、しかもＭｎｘのＸが０．２
以上である合金に対して特に有効になる。
ＭｍＮｉ５−ＸＭｎＸ系の水素吸蔵用合金は、まず周知
の如くアルゴンアーク炉等を用いて成分単体金属を溶融
して合金となせばよい。
の如くアルゴンアーク炉等を用いて成分単体金属を溶融
して合金となせばよい。
次いで真空中あるいはアルゴン等の不活性ガス雰囲気中
で該合金をシリコニットあるいはニクロム発熱体等の電
気炉で、７００℃乃至１０００℃の温度で加熱し、そし
て次に冷却することにより、水素吸蔵用合金を製造せし
めるのである。
で該合金をシリコニットあるいはニクロム発熱体等の電
気炉で、７００℃乃至１０００℃の温度で加熱し、そし
て次に冷却することにより、水素吸蔵用合金を製造せし
めるのである。
ＭｍＮ ｉ ５− ｘ Ｍｘ系合金の加熱には、その溶
融温度約１３３０℃より低い１０００’Ｃ以下であれば
、特殊な操作、装置を用いなくとも、良好な結果が得ら
れることを見い出した。
融温度約１３３０℃より低い１０００’Ｃ以下であれば
、特殊な操作、装置を用いなくとも、良好な結果が得ら
れることを見い出した。
１０００℃を越えて溶融温度付近になると、マンガンの
高い蒸気圧のための目的の合金が得難くなるものと推考
される。
高い蒸気圧のための目的の合金が得難くなるものと推考
される。
一方、加熱温度が７００℃未満となれば、加熱時間が長
時間必要となり、現実的ではなくなる。
時間必要となり、現実的ではなくなる。
好ましくは８００℃以上であることが望ましＧ）。
合金の加熱後の冷却は、直ちに氷水中に浸漬してもよい
し、空気中で徐冷してもよい。
し、空気中で徐冷してもよい。
本発明製造法によって得られた水素吸蔵用合金は、単−
相からなり、しかも結晶の格子間距離もはゾ均一で、結
晶粒子の太きさもはシ一定であるため、従来のものに比
べ水素の吸蔵解離平衡圧の平坦部、所謂プラトー域での
圧力変化が極めて小さいので、実用上吸蔵放出して利用
し得る水素量が大きくなるという利点を有し、しかも、
活性化処理における水素との反応速度が大きく、反応完
結時間が短かくなり、活性化が極めて容易になされると
いう水素吸蔵用合金として実用上極めて有益な特性が得
られるのである。
相からなり、しかも結晶の格子間距離もはゾ均一で、結
晶粒子の太きさもはシ一定であるため、従来のものに比
べ水素の吸蔵解離平衡圧の平坦部、所謂プラトー域での
圧力変化が極めて小さいので、実用上吸蔵放出して利用
し得る水素量が大きくなるという利点を有し、しかも、
活性化処理における水素との反応速度が大きく、反応完
結時間が短かくなり、活性化が極めて容易になされると
いう水素吸蔵用合金として実用上極めて有益な特性が得
られるのである。
以下本発明の実施例を示す。
市販のミツシュメタル（成分はランクニューム約２４％
、セリウム約６２％）、高純度ニッケル、高純度マンガ
ンを各々ＭｍＮ ｉ ４．５ Ｍｎ ６．５の組成にな
るように分取した後、これを水冷銅ルツボに入れ、アル
ゴンアーク炉で直接溶融させる。
、セリウム約６２％）、高純度ニッケル、高純度マンガ
ンを各々ＭｍＮ ｉ ４．５ Ｍｎ ６．５の組成にな
るように分取した後、これを水冷銅ルツボに入れ、アル
ゴンアーク炉で直接溶融させる。
溶融を数回繰返して組成の均質化を行った後、炉より取
出して、これを原料とする。
出して、これを原料とする。
この塊状の原料を石英容器に入れ、容器内にアルゴンガ
スを導入して容器内を十分にガス置換した後、真空装置
で容器内を１ ｔｏｒｒに減圧した。
スを導入して容器内を十分にガス置換した後、真空装置
で容器内を１ ｔｏｒｒに減圧した。
この容器を予じめ９５０℃に保持している電気炉中に入
れ、２時間加熱したのち電気炉より容器を取出し、直ち
に氷水中で冷却して、水素吸蔵用合金を製造した。
れ、２時間加熱したのち電気炉より容器を取出し、直ち
に氷水中で冷却して、水素吸蔵用合金を製造した。
この合金をＸ線回析した結果を、第１図に示す。
この結果を本発明製造法によらない同じ組成の合金のＸ
線回折図と比較した所、回折図形がよりシャープで、し
かも半値巾も小さく、均質な結晶相となっていることが
明らかである。
線回折図と比較した所、回折図形がよりシャープで、し
かも半値巾も小さく、均質な結晶相となっていることが
明らかである。
水素吸蔵用合金は活性化処理を施して合金が定量的に水
素の吸蔵放出反応を起こすようにする必要がある。
素の吸蔵放出反応を起こすようにする必要がある。
この活性化処理はＭｌ−１１Ｎ１４．５ Ｍｎ ｏ、５
の場合は３０ Ｋｙ／ｃｒｆＨ度の圧力を常温で合金に
印加すれば可能である。
の場合は３０ Ｋｙ／ｃｒｆＨ度の圧力を常温で合金に
印加すれば可能である。
この実施例による合金と比較例の合金の活性化反応の進
行状態を第２図に示す。
行状態を第２図に示す。
実施例の合金のものは、比較例の合金よりも１００％反
応を完了する時間が約１／３に短縮されることが確認さ
れた。
応を完了する時間が約１／３に短縮されることが確認さ
れた。
水素平衡圧−水素化物組成曲線は第３図に示した。
３０℃においては、実施例のＭｍＮｉ４，５Ｍｎ□、５
合金の所謂プラトー域は水素平衡圧２．１−２．９ａｔ
ｍを示した。
合金の所謂プラトー域は水素平衡圧２．１−２．９ａｔ
ｍを示した。
比較例においてはプラトー域は１、１−７．０ ａｔｍ
を示し、本発明製造法により、プラトー域の圧力変化が
極めて小さくなった水素吸蔵用合金が得られた事が確認
された。
を示し、本発明製造法により、プラトー域の圧力変化が
極めて小さくなった水素吸蔵用合金が得られた事が確認
された。
尚、上記と同じ組成のＭｍＮｉ４．５ Ｍｎ□、５合金
の、加熱温度を８５０℃、７５０℃にし、加熱時間を段
階的に変えたものの、効果を確認した。
の、加熱温度を８５０℃、７５０℃にし、加熱時間を段
階的に変えたものの、効果を確認した。
比較は上記の加熱温度９５０℃、加熱時間２時間の実施
例において、 の値を１００とし、他の実施例における同じ計算値でｆ
に対し９０〜１００％のものをＡ、７０〜９０％のもの
をＢ、５０〜７０％のものをＣに評価した。
例において、 の値を１００とし、他の実施例における同じ計算値でｆ
に対し９０〜１００％のものをＡ、７０〜９０％のもの
をＢ、５０〜７０％のものをＣに評価した。
その結果を第１表に示す。
第１図乃至第３図は本発明製造法による実施例と比較例
を対比するもので、第１図は合金のＸ線回折図、第２図
は合金の初期水素化反応速度図、第３図は合金の水素平
衡圧−水素化物組成曲線図である。
を対比するもので、第１図は合金のＸ線回折図、第２図
は合金の初期水素化反応速度図、第３図は合金の水素平
衡圧−水素化物組成曲線図である。
Claims (1)
- １ 主としてニッケル、マンガン及びミツシュメタルよ
り構成され、その組成がＭｍＮｉ５−ｘＭｎｘで表わさ
れ、Ｘが０．２〜２，０の範囲である合金を、７００°
Ｃ乃至１０００°Ｃの温度で加熱し、次いでその合金を
冷却することを特徴とする水素吸蔵用合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55123663A JPS5928624B2 (ja) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | 水素吸蔵用合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55123663A JPS5928624B2 (ja) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | 水素吸蔵用合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5747854A JPS5747854A (en) | 1982-03-18 |
| JPS5928624B2 true JPS5928624B2 (ja) | 1984-07-14 |
Family
ID=14866199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55123663A Expired JPS5928624B2 (ja) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | 水素吸蔵用合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928624B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0752559Y2 (ja) * | 1986-12-10 | 1995-11-29 | 東洋リビング株式会社 | 自動乾燥装置 |
| JP2940730B2 (ja) * | 1991-09-30 | 1999-08-25 | 三洋電機株式会社 | 水素吸蔵合金の平衡特性評価方法 |
-
1980
- 1980-09-05 JP JP55123663A patent/JPS5928624B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5747854A (en) | 1982-03-18 |
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