JPS624321B2 - - Google Patents
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- JPS624321B2 JPS624321B2 JP57144609A JP14460982A JPS624321B2 JP S624321 B2 JPS624321 B2 JP S624321B2 JP 57144609 A JP57144609 A JP 57144609A JP 14460982 A JP14460982 A JP 14460982A JP S624321 B2 JPS624321 B2 JP S624321B2
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- hydrogen
- metal
- alloy
- metal hydride
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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
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
本発明は水素貯蔵材料の製造方法に関し、より
詳細には容易に水素を貯蔵する金属もしくは合金
粉末（以下金属粉末と略記する）及び金属水素化
物に熱伝導度及び機械的強度を付加することを目
的とするものである。 最近水素を容易に吸蔵する材料例えばNi、
Ｖ、TiFe、Mg2Ni、LaNi5のような金属粉末を利
用した水素貯蔵、輸送、廃熱回収、コンプレツサ
ー、高純度水素精製、動力変換、あるいは燃料電
池などへの実用研究が盛んに試みられている。 ところで、金属粉末に水素を吸蔵させる際に
は、多量の熱を発生し、この熱を速やかに除去し
ないと局部的な発熱によつて水素の均一な吸蔵が
行なわれないばかりか、吸蔵により生成した金属
水素化物の解離による水素の放出が起り、円滑な
吸蔵反応は著しく阻害される。そして、この水素
吸蔵時の発熱を除去するために、従来は金網や多
孔質の金属からなる管等の容器内に水素吸蔵用の
金属粉末を収容し、この金網や多孔質金属からな
る容器を介して吸蔵用金属と水素ガスとを接触さ
せ、容器周囲に冷却媒体を流して発生熱を除去す
る手段、あるいは水素吸蔵用の金属粉末の中に金
属小片、ステンレスウールなどを充填し、熱伝導
率の改善を試みる手段がとられていた。しかしな
がら、金属水素化物は超微細粉（５μ以下）で熱
の不良導体であり、又、水素の比熱が小さく熱伝
導率も小さいために発生熱の伝導速度が遅く、発
生熱の効果的な除去が困難であつた。更に悪いこ
とには、金属粉末あるいは金属水素化物は比重が
極めて小さいので水素の流れにより粉末移動を生
じ、又、金属粉末は水素ガスを吸蔵する際に膨脹
して緻密になるので容器壁部に局部的に非常に大
きな応力がかかる危険があり、又これにより水素
ガスがますます浸透しにくく、かつ発生熱がより
蓄積されて不均一な反応が起り易くなる欠点があ
つた。 このような欠点から従来の金属水素化物粉末の
充填密度は安全上約50％以下にとらなければなら
なかつた。 本発明は、以上の従来の欠点を改善せんとする
もので、その要旨とするところは、まず第１項発
明は、金属粉末あるいは既に水素を吸蔵した金属
水素化物の粉末の表面をAl、Ni、Cuおよびこれ
らの金属を主元素とする合金もしくは融点が100
〜400℃の低溶融合金をもつて表面処理後成形す
ることを特徴とする水素貯蔵材料の製造方法であ
る。 本発明において金属粉末などのAl等による表
面処理は、無電解メツキ法、電気メツキ法、浸漬
法、エピタキシヤルグロース法、蒸着法、スパツ
タリング法、C.V.D.法、溶湯浸漬法、電子ビー
ム溶解法などの方法が利用可能である。 表面処理に用いられるAl、Ni、Cu及これらの
金属を主元素とする合金もしくは低溶融合金は水
素の透過率および熱伝導度が大きいので本発明に
は有効である。 そして、かかる方法により表面処理した金属粉
末あるいは金属水素化物は成形されるが、成形は
プレス成形あるいは押出粉砕機により、粒状、ペ
レツト、角柱、円柱などの形状を有する圧粉体と
することによつて行なう。 この圧粉成形体は、金属粉末等があらかじめ
Al、Ni、Cuなどにより表面処理されているの
で、従来のものよりも熱伝導度が大幅に改善さ
れ、粉末の飛散移動を防止するための機械的強度
が付加され、水素化および分解反応を繰返し実施
した場合でも、水素流による粉末の飛散および移
動が少なく、粉末移動による団塊化が防止でき、
水素化反応に伴なう粉末体積の膨脹により発生す
る応力は、表面処理された被覆材料内に膨脹する
空間が存在することで緩和され、局部あるいは容
器底部などで発生する応力は著しく低減される。 第２項発明は前記第１項発明に更に、Al、
Ni、Cu、Zn、Sn、Pbより選ばれた金属もしくは
その合金材をバインダとして添加して成形する方
法である。 これらのバインダ金属は熱伝導度が高く、結合
力も大きく、さらに水素化物をつくらないので成
形安定性が良い。 こうすることによつて、更に熱伝導度は改善さ
れ、水素化反応時の発生熱を速かに外部に排除
し、又、分解反応時に必要な熱の吸収は外部から
バインダ金属を通じ速やかに行なつて所定の温度
に保持することができ、又、粉末の飛散移動防止
効果もさらに増大する。 以上の第１項、第２項発明による圧粉成形体は
１〜50％の空間率を有していことが望ましい。こ
の空間率は、金属水素化物の充填量及びその方
法、反応時間、導水素圧力、実用機器の種類及び
運転状況などの種類により決定するが、空間率が
50％を越えると、圧粉成形体の機械的強度が小さ
く、水素吸蔵量が著しく小さくなつて好ましくな
い。 以上の第１、第２項発明に係る圧粉成形体は水
素貯蔵などの小規模の定置式機器に適している。 第４項発明は前記第１項の発明で得られた圧粉
成形体を、又第５項の発明は前記第２項の発明で
得られた圧粉成形体を、それぞれ非酸化性雰囲気
下で焼結熱処理する方法である。 これらの発明は、水素の運搬、蓄熱用、コンプ
レツサ、動力交換用、燃料電池用などの用途に金
属水素化物が大規模に使用される場合、水素化あ
るいは分解反応時の発熱あるいは吸熱の総量が著
しく大きくなり、外部へあるいは外部からの熱伝
導により、金属水素化物温度を速やかに所定の温
度に保つ必要がある場合、更に使用水素量、水素
圧力及び流量が大となり、より成形体の機械的強
度が必要な場合に有用である。 この場合、焼結熱処理温度は、例えば100〜
1300℃の範囲で行なうが、これは添加金属あるい
は合金の種類によつて異なり、その融点付近の温
度を用いる。 かかる熱処理により、成形体の結合はより強固
になり、熱伝導度並びに機械的強度がさらに改善
され、前述の大規模な用途への使用が可能とな
る。 なお、この場合の焼結体の空間率は１〜40％が
好適である。空間率が40％を越えると水素吸蔵量
が著しく小さくなつて好ましくない。 以下実施例に基づき本発明を説明する。 実施例 １ TiFe合金にSn―Pb合金（融点100℃）のアト
マイズ粉末（粒度200メツシユ以下）を20重量％
添加し、ボールミルで攪拌混合した。この混合粉
末を、アルゴン雰囲気の石英管中で110℃で約30
分間保持し、TiFe合金粉末の表面にSn―Pb合金
を被覆した。 熱処理後のTiFe合金は、EPMA観察によつて
SnおよびPbの存在が確認され、、また湿式分析の
結果18.0重量％のSn―Pb合金が存在しているこ
とが確認された。 機械的強度試験のためそれぞれ下記のものにつ
いて抗折力試験を行なつた。なお成形体は5ton／
cm2の圧力で10mm×６mm×35mmの角柱にプレス成形
したものである。 ａ TiFe合金粉末単独の成形体。 ｂ 前記Sn―Pb合金被覆材料の成形体。 ｃ 前記ｂの成形体をさらに110℃で約30分間焼
結熱処理したもの。 試験の結果、それぞれの試験片の抗折力は、ａ
は約38Kg／cm2、ｂは約65Kg／cm2、ｃは約78Kg／cm2
であり、ａに比較してｂおよびｃは機械的強度が
増大することが判つた。 また、水素圧力30Kg／cm2での水素吸蔵速度は、
約100ｇのTiFeがTiFeH1.5を生成するまでの時間
で比較したところ、ａは15分、ｂは16分、ｃは17
分であつた。 また水素放出試験は、TiFeH1.5の試料が充填
された耐圧容器を50℃に保持された浴中に浸漬さ
せ、出口先端部を水中に浸し、ここから大気中に
放出する方法で観察し、その水素放出が終了する
までの時間を計測し、比較した。その結果ａは32
分、ｂは22分、ｃは18分であつた。 かかる試験から本発明の材料は、水素を吸蔵さ
せる水素化反応の場合よりも、むしろ外からの熱
の供給を必要とする吸熱での分解反応に対する反
応時間の短縮に極めて効果のあることが判つた。 さらに、水素圧力30Kg／cm2での水素化および真
空排気による分解反応を10回繰返して実施した
後、アルゴン雰囲気中に試料を取出して観察した
ところ、ａは完全に成形体が崩壊し粉末となつた
のに対し、ｂおよびｃは角柱のままの形状であつ
た。この結果より、本発明の材料は水素化物ある
いは金属粉末の飛散移動に対しても極めて効果の
あることが判つた。 実施例 ２ ２〜３mm以上に粗粉砕したTiFe合金を耐圧容
器に充填し、真空排気しながら約450℃まで昇温
し、約10分間脱ガス処理を行なつた後に約10Kg／
cm2の水素ガスを容器に導入し、炉外に容器を取出
して冷却した。その後、真空排気してからアルゴ
ンガスを容器内に導入した。 このTiFe合金は、当初の形状を維持している
が、乳鉢で粉砕したところ極めてもろく、粉砕が
容易な粒子に変化していることが判つた。 一方、同じTiFe合金を、硫酸銅（20ｇ／）、
硫酸（0.75ｇ／）の液中に、25℃で10〜15分浸
漬し、無電解メツキで、表面にCu被覆を施し
た。このTiFe合金を浴に浸漬し、浴中でアルミ
ナ製丸棒により粉砕し、Cu被覆の微粉末とし
た。ついで、アセトン洗浄を３回実施した後乾燥
した。 TiFe粉末表面には、EPMA観察による元素分
析を行なつたところ、多量のCuが存在すること
を確認した。 つぎに熱伝導度および機械的強度の比較のため
に下記試料を用意した。なお、成形体は5ton／cm2
で10mm×６mm×35mmの角柱にプレス成形したもの
である。 ｄ 上記Cuを被覆したTiFe合金成形体。 ｅ 試料ｄの材料に７重量％のCu粉末（200メツ
シユ以下）をバインダとして添加混合して成形
したもの。 ｆ 試料ｄを1050℃で１時間真空中で焼結熱処理
したもの。 ｇ 試料ｅを試料ｆと同様に焼結熱処理したも
の。 熱伝導度の比較は、表面温度が100℃に保持さ
れた平板状ヒーターに角柱状試料を載せ、断熱材
で試料を覆い、ヒーターからの輻射熱を防ぐよう
にし、角柱試料の長尺方向の対面温度が70℃に達
するまでの時間を計測して比較した。 また空間率は水中法による見掛け密度の測定、
画像解析装置（Q.T.M）から求めた。 以上の試験結果を表にして示す。
詳細には容易に水素を貯蔵する金属もしくは合金
粉末（以下金属粉末と略記する）及び金属水素化
物に熱伝導度及び機械的強度を付加することを目
的とするものである。 最近水素を容易に吸蔵する材料例えばNi、
Ｖ、TiFe、Mg2Ni、LaNi5のような金属粉末を利
用した水素貯蔵、輸送、廃熱回収、コンプレツサ
ー、高純度水素精製、動力変換、あるいは燃料電
池などへの実用研究が盛んに試みられている。 ところで、金属粉末に水素を吸蔵させる際に
は、多量の熱を発生し、この熱を速やかに除去し
ないと局部的な発熱によつて水素の均一な吸蔵が
行なわれないばかりか、吸蔵により生成した金属
水素化物の解離による水素の放出が起り、円滑な
吸蔵反応は著しく阻害される。そして、この水素
吸蔵時の発熱を除去するために、従来は金網や多
孔質の金属からなる管等の容器内に水素吸蔵用の
金属粉末を収容し、この金網や多孔質金属からな
る容器を介して吸蔵用金属と水素ガスとを接触さ
せ、容器周囲に冷却媒体を流して発生熱を除去す
る手段、あるいは水素吸蔵用の金属粉末の中に金
属小片、ステンレスウールなどを充填し、熱伝導
率の改善を試みる手段がとられていた。しかしな
がら、金属水素化物は超微細粉（５μ以下）で熱
の不良導体であり、又、水素の比熱が小さく熱伝
導率も小さいために発生熱の伝導速度が遅く、発
生熱の効果的な除去が困難であつた。更に悪いこ
とには、金属粉末あるいは金属水素化物は比重が
極めて小さいので水素の流れにより粉末移動を生
じ、又、金属粉末は水素ガスを吸蔵する際に膨脹
して緻密になるので容器壁部に局部的に非常に大
きな応力がかかる危険があり、又これにより水素
ガスがますます浸透しにくく、かつ発生熱がより
蓄積されて不均一な反応が起り易くなる欠点があ
つた。 このような欠点から従来の金属水素化物粉末の
充填密度は安全上約50％以下にとらなければなら
なかつた。 本発明は、以上の従来の欠点を改善せんとする
もので、その要旨とするところは、まず第１項発
明は、金属粉末あるいは既に水素を吸蔵した金属
水素化物の粉末の表面をAl、Ni、Cuおよびこれ
らの金属を主元素とする合金もしくは融点が100
〜400℃の低溶融合金をもつて表面処理後成形す
ることを特徴とする水素貯蔵材料の製造方法であ
る。 本発明において金属粉末などのAl等による表
面処理は、無電解メツキ法、電気メツキ法、浸漬
法、エピタキシヤルグロース法、蒸着法、スパツ
タリング法、C.V.D.法、溶湯浸漬法、電子ビー
ム溶解法などの方法が利用可能である。 表面処理に用いられるAl、Ni、Cu及これらの
金属を主元素とする合金もしくは低溶融合金は水
素の透過率および熱伝導度が大きいので本発明に
は有効である。 そして、かかる方法により表面処理した金属粉
末あるいは金属水素化物は成形されるが、成形は
プレス成形あるいは押出粉砕機により、粒状、ペ
レツト、角柱、円柱などの形状を有する圧粉体と
することによつて行なう。 この圧粉成形体は、金属粉末等があらかじめ
Al、Ni、Cuなどにより表面処理されているの
で、従来のものよりも熱伝導度が大幅に改善さ
れ、粉末の飛散移動を防止するための機械的強度
が付加され、水素化および分解反応を繰返し実施
した場合でも、水素流による粉末の飛散および移
動が少なく、粉末移動による団塊化が防止でき、
水素化反応に伴なう粉末体積の膨脹により発生す
る応力は、表面処理された被覆材料内に膨脹する
空間が存在することで緩和され、局部あるいは容
器底部などで発生する応力は著しく低減される。 第２項発明は前記第１項発明に更に、Al、
Ni、Cu、Zn、Sn、Pbより選ばれた金属もしくは
その合金材をバインダとして添加して成形する方
法である。 これらのバインダ金属は熱伝導度が高く、結合
力も大きく、さらに水素化物をつくらないので成
形安定性が良い。 こうすることによつて、更に熱伝導度は改善さ
れ、水素化反応時の発生熱を速かに外部に排除
し、又、分解反応時に必要な熱の吸収は外部から
バインダ金属を通じ速やかに行なつて所定の温度
に保持することができ、又、粉末の飛散移動防止
効果もさらに増大する。 以上の第１項、第２項発明による圧粉成形体は
１〜50％の空間率を有していことが望ましい。こ
の空間率は、金属水素化物の充填量及びその方
法、反応時間、導水素圧力、実用機器の種類及び
運転状況などの種類により決定するが、空間率が
50％を越えると、圧粉成形体の機械的強度が小さ
く、水素吸蔵量が著しく小さくなつて好ましくな
い。 以上の第１、第２項発明に係る圧粉成形体は水
素貯蔵などの小規模の定置式機器に適している。 第４項発明は前記第１項の発明で得られた圧粉
成形体を、又第５項の発明は前記第２項の発明で
得られた圧粉成形体を、それぞれ非酸化性雰囲気
下で焼結熱処理する方法である。 これらの発明は、水素の運搬、蓄熱用、コンプ
レツサ、動力交換用、燃料電池用などの用途に金
属水素化物が大規模に使用される場合、水素化あ
るいは分解反応時の発熱あるいは吸熱の総量が著
しく大きくなり、外部へあるいは外部からの熱伝
導により、金属水素化物温度を速やかに所定の温
度に保つ必要がある場合、更に使用水素量、水素
圧力及び流量が大となり、より成形体の機械的強
度が必要な場合に有用である。 この場合、焼結熱処理温度は、例えば100〜
1300℃の範囲で行なうが、これは添加金属あるい
は合金の種類によつて異なり、その融点付近の温
度を用いる。 かかる熱処理により、成形体の結合はより強固
になり、熱伝導度並びに機械的強度がさらに改善
され、前述の大規模な用途への使用が可能とな
る。 なお、この場合の焼結体の空間率は１〜40％が
好適である。空間率が40％を越えると水素吸蔵量
が著しく小さくなつて好ましくない。 以下実施例に基づき本発明を説明する。 実施例 １ TiFe合金にSn―Pb合金（融点100℃）のアト
マイズ粉末（粒度200メツシユ以下）を20重量％
添加し、ボールミルで攪拌混合した。この混合粉
末を、アルゴン雰囲気の石英管中で110℃で約30
分間保持し、TiFe合金粉末の表面にSn―Pb合金
を被覆した。 熱処理後のTiFe合金は、EPMA観察によつて
SnおよびPbの存在が確認され、、また湿式分析の
結果18.0重量％のSn―Pb合金が存在しているこ
とが確認された。 機械的強度試験のためそれぞれ下記のものにつ
いて抗折力試験を行なつた。なお成形体は5ton／
cm2の圧力で10mm×６mm×35mmの角柱にプレス成形
したものである。 ａ TiFe合金粉末単独の成形体。 ｂ 前記Sn―Pb合金被覆材料の成形体。 ｃ 前記ｂの成形体をさらに110℃で約30分間焼
結熱処理したもの。 試験の結果、それぞれの試験片の抗折力は、ａ
は約38Kg／cm2、ｂは約65Kg／cm2、ｃは約78Kg／cm2
であり、ａに比較してｂおよびｃは機械的強度が
増大することが判つた。 また、水素圧力30Kg／cm2での水素吸蔵速度は、
約100ｇのTiFeがTiFeH1.5を生成するまでの時間
で比較したところ、ａは15分、ｂは16分、ｃは17
分であつた。 また水素放出試験は、TiFeH1.5の試料が充填
された耐圧容器を50℃に保持された浴中に浸漬さ
せ、出口先端部を水中に浸し、ここから大気中に
放出する方法で観察し、その水素放出が終了する
までの時間を計測し、比較した。その結果ａは32
分、ｂは22分、ｃは18分であつた。 かかる試験から本発明の材料は、水素を吸蔵さ
せる水素化反応の場合よりも、むしろ外からの熱
の供給を必要とする吸熱での分解反応に対する反
応時間の短縮に極めて効果のあることが判つた。 さらに、水素圧力30Kg／cm2での水素化および真
空排気による分解反応を10回繰返して実施した
後、アルゴン雰囲気中に試料を取出して観察した
ところ、ａは完全に成形体が崩壊し粉末となつた
のに対し、ｂおよびｃは角柱のままの形状であつ
た。この結果より、本発明の材料は水素化物ある
いは金属粉末の飛散移動に対しても極めて効果の
あることが判つた。 実施例 ２ ２〜３mm以上に粗粉砕したTiFe合金を耐圧容
器に充填し、真空排気しながら約450℃まで昇温
し、約10分間脱ガス処理を行なつた後に約10Kg／
cm2の水素ガスを容器に導入し、炉外に容器を取出
して冷却した。その後、真空排気してからアルゴ
ンガスを容器内に導入した。 このTiFe合金は、当初の形状を維持している
が、乳鉢で粉砕したところ極めてもろく、粉砕が
容易な粒子に変化していることが判つた。 一方、同じTiFe合金を、硫酸銅（20ｇ／）、
硫酸（0.75ｇ／）の液中に、25℃で10〜15分浸
漬し、無電解メツキで、表面にCu被覆を施し
た。このTiFe合金を浴に浸漬し、浴中でアルミ
ナ製丸棒により粉砕し、Cu被覆の微粉末とし
た。ついで、アセトン洗浄を３回実施した後乾燥
した。 TiFe粉末表面には、EPMA観察による元素分
析を行なつたところ、多量のCuが存在すること
を確認した。 つぎに熱伝導度および機械的強度の比較のため
に下記試料を用意した。なお、成形体は5ton／cm2
で10mm×６mm×35mmの角柱にプレス成形したもの
である。 ｄ 上記Cuを被覆したTiFe合金成形体。 ｅ 試料ｄの材料に７重量％のCu粉末（200メツ
シユ以下）をバインダとして添加混合して成形
したもの。 ｆ 試料ｄを1050℃で１時間真空中で焼結熱処理
したもの。 ｇ 試料ｅを試料ｆと同様に焼結熱処理したも
の。 熱伝導度の比較は、表面温度が100℃に保持さ
れた平板状ヒーターに角柱状試料を載せ、断熱材
で試料を覆い、ヒーターからの輻射熱を防ぐよう
にし、角柱試料の長尺方向の対面温度が70℃に達
するまでの時間を計測して比較した。 また空間率は水中法による見掛け密度の測定、
画像解析装置（Q.T.M）から求めた。 以上の試験結果を表にして示す。
【表】
上記表に示した結果から明らかなように、本発
明材料は機械的強度を表わす抗折力および熱伝導
度において大幅に改善されていることが判つた。 また、試料ｄおよびｇについて、実施例１に記
載した方法で水素化および分解反応を10回実施し
た。その結果水素吸蔵速度はどちらも15分前後で
あるが、水素放出速度は試料ｄは26分、試料ｇは
25分であつた。 さらに形状は、水素化および分解反応の繰返し
によつても粉末化せず、角柱を維持していること
が判つた。 実施例 ３ 水素化物TiH2粉末をプレス圧力1ton／cm2で15
mm×15mm×10mmの角柱成形体とした。 SUS製箱の底部にアルミナ製海綿状平板を置
き、その上に上記成形体を10箇並置した。さらに
その上にアルミナ製海綿状平板を載せ、この平板
上に純度99.9％のAl厚板を載せた。 このように準備した箱を真空電気炉中に装入
し、真空排気しつつ670℃まで約１時間で昇温し
た。昇温期間中TiH2粉末は、約300℃付近から分
解反応を開始し、吸蔵水素ガスを放出し、約650
℃では完全に水素ガスの放出は停止し、金属Ti
に変化した。熱処理加工は670℃で30分保持した
後炉冷した。 角柱試料は全面にAlを被覆した状態で取出さ
れた。Alの含浸状態を観察するため切断したと
ころ、内部までAlが浸透していることが判明し
た。 この角柱試料を粉砕後、振動ミルで粉砕混合
し、5ton／cm2で10mm×10mm×15mmの角柱にプレス
成形した。この成形体のAl量は約45重量％であ
つた。又空間率は画像解析装置（Q.T.M）で観
察したところ約28％であつた。 別に単にTi粉末に対して300メツシユ以下のAl
粉末を約45重量％添加混合したものを5ton／cm2で
プレス成形し、真空含浸法による成形体とその内
部構造について比較した。 その結果、空間率についてはほぼ同等な値であ
るが、走査電子顕微鏡による観察から、真空含浸
の成形体はTiとAl金属との接触面が均一であ
り、かつ空孔が一様に分散しているのに対して、
単なる混合成形体は局部的にTiおよびAl金属の
富む領域が多数分布し、さらに空孔の大きさ、そ
の分布についても一様でないことが判つた。 抗折力試験の結果、真空含浸法により処理した
成形体は88Kg／cm2、単なる混合成形体は64Kg／cm2
であり、機械的強度の面からも本発明材料は有利
であることが判つた。 実施例 ４ Mg2Ni粉末を真空蒸着装置内で平底の薄型ガラ
スポートに約２mm厚さで充填した後、真空排気後
高周波加熱によるNi蒸着を施した。蒸着時間は
約５分間であり、この期間中外部マニピレーター
によりガラスボートを左右に移動させることで粉
末の表面に均一にNiの蒸着膜を作製させるよう
にし、さらにこの蒸着を２回繰返して実施した。
蒸着Ni膜厚は干渉型厚膜計により同時に装着し
ておいたガラス板から求めると約0.7μｍであつ
た。 TiH2水素化物粉末に対しても上記と同様の処
理をした。 上記表面処理されたMg2Ni粉末およびTiH2粉
末を5ton／cm2でプレス成形したものと、さらには
これらにバインダとして200メツシユ以下のCu粉
末を30重量％添加混合して成形したものと、それ
ぞれ10mm×10mm×15mmの角柱成形体とした。 また比較材としてMg2NiおよびTiH2粉末をそ
れぞれ5ton／cm2で同様にプレス成形した。 Mg2Ni成形体の水素化および分解反応は280℃
の温度で導入水素圧力20Kg／cm2で水素化、真空排
気による水素放出で分解反応を実施し、この操作
を10回繰返した。 TiH2成形体は650〜700℃の温度範囲で、
Mg2Niの場合と同様な条件で水素化および分解反
応を10回行なつた。 その結果、Mg2NiやTiH2粉末のみを圧粉成形
体としたものは、水素化および分解反応の繰返し
により完全に粉末に戻り、Ni蒸着膜を施したも
のやさらにバインダーとしてCu粉末を添加した
ものは角柱形状を維持しており、蒸着膜あるいは
バインダーが成形体の崩壊を防止する上で極めて
効果的であることが判つた。 以上説明したとおり、本発明により得られる水
素吸蔵材料の圧粉成形体あるいは焼結体は、従来
の粉末のままの充填材料と比較すると、機械的強
度が付加され、さらに熱伝導度を改善した成形体
であるので、充填密度の向上、粉末の飛散移動が
ないことで充填方法および熱伝達機器などの簡単
化、取扱いなど作業性の向上を図ることが可能で
あり、水素吸蔵材料を利用した実用機器の開発に
対して大きな効果を示すものである。
明材料は機械的強度を表わす抗折力および熱伝導
度において大幅に改善されていることが判つた。 また、試料ｄおよびｇについて、実施例１に記
載した方法で水素化および分解反応を10回実施し
た。その結果水素吸蔵速度はどちらも15分前後で
あるが、水素放出速度は試料ｄは26分、試料ｇは
25分であつた。 さらに形状は、水素化および分解反応の繰返し
によつても粉末化せず、角柱を維持していること
が判つた。 実施例 ３ 水素化物TiH2粉末をプレス圧力1ton／cm2で15
mm×15mm×10mmの角柱成形体とした。 SUS製箱の底部にアルミナ製海綿状平板を置
き、その上に上記成形体を10箇並置した。さらに
その上にアルミナ製海綿状平板を載せ、この平板
上に純度99.9％のAl厚板を載せた。 このように準備した箱を真空電気炉中に装入
し、真空排気しつつ670℃まで約１時間で昇温し
た。昇温期間中TiH2粉末は、約300℃付近から分
解反応を開始し、吸蔵水素ガスを放出し、約650
℃では完全に水素ガスの放出は停止し、金属Ti
に変化した。熱処理加工は670℃で30分保持した
後炉冷した。 角柱試料は全面にAlを被覆した状態で取出さ
れた。Alの含浸状態を観察するため切断したと
ころ、内部までAlが浸透していることが判明し
た。 この角柱試料を粉砕後、振動ミルで粉砕混合
し、5ton／cm2で10mm×10mm×15mmの角柱にプレス
成形した。この成形体のAl量は約45重量％であ
つた。又空間率は画像解析装置（Q.T.M）で観
察したところ約28％であつた。 別に単にTi粉末に対して300メツシユ以下のAl
粉末を約45重量％添加混合したものを5ton／cm2で
プレス成形し、真空含浸法による成形体とその内
部構造について比較した。 その結果、空間率についてはほぼ同等な値であ
るが、走査電子顕微鏡による観察から、真空含浸
の成形体はTiとAl金属との接触面が均一であ
り、かつ空孔が一様に分散しているのに対して、
単なる混合成形体は局部的にTiおよびAl金属の
富む領域が多数分布し、さらに空孔の大きさ、そ
の分布についても一様でないことが判つた。 抗折力試験の結果、真空含浸法により処理した
成形体は88Kg／cm2、単なる混合成形体は64Kg／cm2
であり、機械的強度の面からも本発明材料は有利
であることが判つた。 実施例 ４ Mg2Ni粉末を真空蒸着装置内で平底の薄型ガラ
スポートに約２mm厚さで充填した後、真空排気後
高周波加熱によるNi蒸着を施した。蒸着時間は
約５分間であり、この期間中外部マニピレーター
によりガラスボートを左右に移動させることで粉
末の表面に均一にNiの蒸着膜を作製させるよう
にし、さらにこの蒸着を２回繰返して実施した。
蒸着Ni膜厚は干渉型厚膜計により同時に装着し
ておいたガラス板から求めると約0.7μｍであつ
た。 TiH2水素化物粉末に対しても上記と同様の処
理をした。 上記表面処理されたMg2Ni粉末およびTiH2粉
末を5ton／cm2でプレス成形したものと、さらには
これらにバインダとして200メツシユ以下のCu粉
末を30重量％添加混合して成形したものと、それ
ぞれ10mm×10mm×15mmの角柱成形体とした。 また比較材としてMg2NiおよびTiH2粉末をそ
れぞれ5ton／cm2で同様にプレス成形した。 Mg2Ni成形体の水素化および分解反応は280℃
の温度で導入水素圧力20Kg／cm2で水素化、真空排
気による水素放出で分解反応を実施し、この操作
を10回繰返した。 TiH2成形体は650〜700℃の温度範囲で、
Mg2Niの場合と同様な条件で水素化および分解反
応を10回行なつた。 その結果、Mg2NiやTiH2粉末のみを圧粉成形
体としたものは、水素化および分解反応の繰返し
により完全に粉末に戻り、Ni蒸着膜を施したも
のやさらにバインダーとしてCu粉末を添加した
ものは角柱形状を維持しており、蒸着膜あるいは
バインダーが成形体の崩壊を防止する上で極めて
効果的であることが判つた。 以上説明したとおり、本発明により得られる水
素吸蔵材料の圧粉成形体あるいは焼結体は、従来
の粉末のままの充填材料と比較すると、機械的強
度が付加され、さらに熱伝導度を改善した成形体
であるので、充填密度の向上、粉末の飛散移動が
ないことで充填方法および熱伝達機器などの簡単
化、取扱いなど作業性の向上を図ることが可能で
あり、水素吸蔵材料を利用した実用機器の開発に
対して大きな効果を示すものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水素を吸蔵し、容易に金属水素化物を生成す
る金属もしくは合金粉末あるいは既に水素を吸蔵
した金属水素化物の粉末の表面をAl、Ni、Cu及
びこれらの金属を主元素とする合金もしくは融点
が100〜400℃の低溶融合金をもつて表面処理後、
成形することを特徴とする水素貯蔵材料の製造方
法。 ２ 水素を吸蔵し、容易に金属水素化物を生成す
る金属もしくは合金粉末あるいは既に水素を吸蔵
した金属水素化物の粉末の表面をAl、Ni、Cu及
びこれらの金属を主元素とする合金もしくは融点
が100〜400℃の低溶融合金をもつて表面処理後、
Al、Ni、Cu、Zn、Sn、Pbより選ばれた金属もし
くはその合金材をバインダとして成形することを
特徴とする水素貯蔵材料の製造方法。 ３ 成形体の空間率を１〜50％とする特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の水素貯蔵材料の製造
方法。 ４ 水素を吸蔵し、容易に金属水素化物を生成す
る金属もしくは合金粉末あるいは既に水素を吸蔵
した金属水素化物の粉末の表面をAl、Ni、Cu及
びこれらの金属を主元素とする合金もしくは融点
が100〜400℃の低溶融合金をもつて表面処理後成
形し、ついでこの成形体を非酸化性雰囲気下で
100〜1300℃の温度範囲で焼結熱処理することを
特徴とする水素貯蔵材料の製造方法。 ５ 水素を吸蔵し、容易に金属水素化物を生成す
る金属もしくは合金粉末あるいは既に水素を吸蔵
した金属水素化物の粉末の表面をAl、Ni、Cu及
びこれらの金属を主元素とする合金もしくは融点
が100〜400℃の低溶融合金をもつて表面処理後、
Al、Ni、Cu、Zn、Sn、Pbより選ばれた金属もし
くはその合金材をバインダとして成形し、ついで
この成形体を非酸化性雰囲気下で100〜1300℃の
温度範囲で焼結熱処理することを特徴とする水素
貯蔵材料の製造方法。 ６ 焼結成形体の空間率を１〜40％とする特許請
求の範囲第４項又は第５項記載の水素貯蔵材料の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144609A JPS5935001A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 水素貯蔵材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144609A JPS5935001A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 水素貯蔵材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935001A JPS5935001A (ja) | 1984-02-25 |
| JPS624321B2 true JPS624321B2 (ja) | 1987-01-29 |
Family
ID=15366001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57144609A Granted JPS5935001A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 水素貯蔵材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935001A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6419880U (ja) * | 1987-07-27 | 1989-01-31 |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPS59162102A (ja) * | 1983-03-03 | 1984-09-13 | Chuo Denki Kogyo Kk | 水素吸蔵合金複合成形体とその製造方法 |
| JPS6119063A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-27 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
| JPS61132501A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素吸蔵合金成形体 |
| JPS61144499A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 金属水素化物容器 |
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| CN109898002B (zh) * | 2019-04-30 | 2020-10-27 | 三桥惠(佛山)新材料有限公司 | 一种镁基储氢合金及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
| CH581909A5 (ja) * | 1973-10-18 | 1976-11-15 | Battelle Memorial Institute | |
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| JPS5366852A (en) * | 1976-11-26 | 1978-06-14 | Chiyoo Komori | Hydrogen absorbloting sponge titanium foil and said manufacturing process |
| JPS5846827B2 (ja) * | 1977-02-23 | 1983-10-19 | 松下電器産業株式会社 | 水素吸蔵電極の製造法 |
| DE2855476A1 (de) * | 1978-12-22 | 1980-07-03 | Daimler Benz Ag | Metallhydridspeicher und verfahren zu seiner herstellung |
| JPS55158101A (en) * | 1979-05-25 | 1980-12-09 | Tokai Daigaku | Hydrogen occluding body |
| JPS5814361B2 (ja) * | 1979-06-15 | 1983-03-18 | 松下電器産業株式会社 | 水素貯蔵用材料の製造法 |
| JPS5719041A (en) * | 1980-07-11 | 1982-02-01 | Japan Organo Co Ltd | Regeneration of thermoregenerative type ion exchange resin |
| JPS581032A (ja) * | 1981-06-27 | 1983-01-06 | Nippon Steel Corp | 水素吸蔵金属材料の製造方法 |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP57144609A patent/JPS5935001A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6419880U (ja) * | 1987-07-27 | 1989-01-31 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5935001A (ja) | 1984-02-25 |
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