JPS632801A

JPS632801A - 水素ガス生成材

Info

Publication number: JPS632801A
Application number: JP14547386A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Nagira; 柳樂　勝洋; Toru Shimizu; 亨清水
Original assignee: Osaka Fuji Corp
Current assignee: Osaka Fuji Corp
Priority date: 1986-06-21
Filing date: 1986-06-21
Publication date: 1988-01-07
Also published as: JPH0438682B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は水素ガス生成材に関する。

（従来の技術）従来、水素ガスを生成させる方法としては、金属を酸や
アルカリと反応させる方法及び水を電気分解する方法が
知られているが、前者は工業的に利用することが困難で
あることから、工業的には電気分解法が一般に採用され
ている。また、最近では、水を熱化学的に分解する方法
も提案されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、電気分解法や水の熱化学的分解法では、
多大の電力や熱エネルギーを必要とする問題がある。

従って、本発明は安価で、電気や熱等のエネルギーを必
要とせず、水素ガス生成能率が高く、しかも環境汚染の
恐れのない水素ガス生成材を得ることを目的とするもの
である。

（問題点を解決するための手段）本発明は、前記問題を解決する手段として、金属微粒が
積重された層状組織を有し、前記金属微粒が、錫５〜５
０％、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるア
ルミニウム合金からなることを特徴とする水素ガス生成
材を提供するものである。

本発明の実施態様においては、前記水素ガス生成材は金
属微粒が偏平状の微粒となって積み重なった層状組織の
積層体で形成される。

水素ガス生成材また、本発明は、基体上に形成された金属の溶射皮膜か
らなり、該金属が錫５〜５０％、残部アルミニウム及び
不可避的不純物からなるアルミニウム合金であることを
特徴とする水素ガス生成材を提供するものである。この
場合、基体材料としては、軟鋼、アルミニウム、銅その
他の金属材料、アクリル樹脂その他のプラスチック、ガ
ラス、セラミックなど、任意のものを使用できる。また
、基体の形状は、板状、シート状、帯状その他任意の形
状を採用できる。

（作用）本発明に係る水素ガス生成材は、水に浸漬するだけでア
ルミニウム合金が水と反応して高純度の水素ガスを生成
する。特に、基体としてアルミニウムを採用した場合に
は、水素ガス生成速度が著しく増大する。

一般に、アルミニウムは大気中で乙表面が酸化されて不
動態となるため、水や温水に浸漬しても反応しないこと
は周知である。しかし、驚くべきことに、アルミニウム
に錫を所定量添加したアルミニウム合金は、常温の水に
浸漬しただけでら水と反応して水素ガスを発生する。し
かも、水素ガスの生成速度は、温度の上昇と共に増大し
、このアルミニウム合金を用いて基体上に溶射皮膜その
他の金属微粒からなる層状組織を有する積層体を形成す
ると、合金そのものの水素ガス生成速度の約７０〜８０
倍に達することが明らかとなった。

本発明は、この知見に基づいて完成されたものである。

本発明に係るアルミニウム合金及びその溶射皮膜が水と
反応し水素ガスを生成する理由及びその反応機構等は解
明されていないが、アルミニウム中に錫をその固溶限以
上に均一に固溶させたことに起因するものと推測される
。また、溶射皮膜にした場合、水素ガス生成速度が著し
く増大するのは、溶射粒子が偏平状となって積み重なっ
た層状組織となって活性化するためと推測される。

アルミニウム合金の成分組成を限定した理由は次の通り
である。錫の含有量を５〜５０％としたのは、錫の含有
量が５％未満あるいは５０％を越えると、水素の発生が
殆ど見られず、本発明の目的を達成できないからである
。なお、アルミニウム及び錫はできるだけ高純度のもの
を使用するのが好ましい。

本発明に係る水素ガス生成材は、例えば、内壁面を溶湯
の凝固点以上の温度に維持させた鋳型にその一端側から
アルミニウム合金の溶湯を供給し、他端側から凝固させ
つつ水平方向に引き抜いて連続鋳造し、得られるアルミ
ニウム合金を線引加工し、この線材を用いて火炎溶射法
等により基体上に溶射皮膜を形成することによって製造
できる。

なお、アルミニウムと錫の融点及び密度が著しく相異し
、またアルミニウム中への錫の固溶度が非常に小さいた
め、鋳型を冷却しながらアルミニウム合金を鋳造する方
法では、偏析を起こしたり欠陥を生じ易いため均質なも
のを得難いので、溶湯そのもので直接溶射皮膜を形成す
るようにしてもよい。

（実施例）第１図に示す連続鋳造装置を用い、次のようにしてアル
ミニウム合金を鋳造した。図中、■は電気炉、２は黒鉛
ルツボ、３は加熱鋳型、４はヒータ、５は冷却装置、６
はピンチローラ、７は溶湯、８は鋳塊、９は冷却水供給
口である。

まず、純度９９．９９％のアルミニウム（Ａ　Ｉ）と、
純度９９．９％の錫（Ｓｎ）とを原料として用い、これ
らを第１表に示す組成に配合し、電気炉１内で溶融させ
る一方、ヒータ４により鋳型３を鋳造材料の凝固点以上
の温度に加熱、維持させ、ダミーバー（図示せず）を鋳
型内にセットした。次に、電気炉１の黒鉛ルツボ２内に
押し込み棒（図示せず）を挿入して、溶湯を鋳型３内に
充填し、更に、冷却装置５に冷却水を供給しながらピン
チローラ６を回転駆動さ仕て、ダミーバーを引き抜くこ
とにより鋳造を開始し、それぞれ直径８＋ｎｏ＋のアル
ミニウム合金の鋳塊を得た。なお、ダミーバーの引き抜
きにより溶湯は鋳型出口近傍で凝固殻を形成するが、鋳
型がアルミニウム合金の融点以上に加熱されているため
、その凝固界面は、図示のように鋳型内に突出した形状
となる。凝固した鋳塊８は冷却装置５により更に冷却さ
れる。ついで、第１表に示す成分組成の各アルミニウム
合金鋳塊を線引加工して直径３　、２　ｍｍの線材を得
た。

第１表ｌＡｌ−５ｗｔ％Ｓｎ合金２Ａ１−１０ｖｔ％Ｓｎ合金３Ａ１−１５ｖｔ％Ｓｎ合金４Ａ１−２０ｗｔ％Ｓｎ合金５Ａｌ−２５ｖｔ％Ｓｎ合金６ＡＩ−３０ｖｔ％Ｓｎ合金７Ａ１−４０ｗｔ％Ｓｎ合金８Ａ１−５０ｗｔ％Ｓｎ合金９Ａ１−５ｗｔ％Ｓｎ合金１０　　　　Ａｌ−１０ｗｔ％Ｓｎ合金ｌｌＡｌ−１５
ｗｔ％Ｓｎ合金１２Ａｌ−２０ｗｔ％Ｓｎ合金１３Ａ１−２５ｗｔ％Ｓｎ合金１４Ａ１−３０ｖｔ％Ｓｎ合金１５ＡＩ−４０ｗｔ％Ｓｎ合金また、これとは別に、厚さ５ｍｍのアルミニウム板及び
アクリル板を基体とし、その表面にブラスト圧力６Ｋｇ
／ｎ＋ｍでアルミナグリッド（＃３０）を吹き付けてブ
ラスト処理して基体を用意した。

前記各線材を用いてガス溶線式フレーム溶射法により下
記条件下で溶射し、前記基体上に厚さ０　、５　ｍｍの
溶射皮膜を形成して、幅１０１１１１１１％長さ２０Ｉ
ＩＩＩ１１水素ガス生成材の試料を得た。なお、試料番
号１〜８のものは、対応する番号の線材を用いてアルミ
ニウム上に溶射皮膜を形成したものであり、番号９〜１
６の試料は対応する番号の線材を用いてアクリル板上に
溶射皮膜を形成したものである。

（溶射条件）ノズル径：　　３．１７５ｍｍエアキャッ
プ二ＥＣガス流量：　アセチレン　１７（！／ｍｉｎ酸素　　３
２　ｍｍ１２／ｍｉｎ空気　７８０　Ｃ／ｍｉｎワイヤ送給速度：　　　３．７２ｍ／ｍｉｎ溶射距離：
　　　　　２００ｍｍ恒温水槽内の水をそれぞれ２０℃、３０’Ｃ１５０℃、
７５℃の所定温度に維持し、その中に水を満たしたメス
シリンダを倒立させた後、各試験片を入れたフラスコを
水槽内に設置し、試験片から発生するガスをメスシリン
ダで採取して、そのガスによる水置換量から生成速度を
計測した。その結果を第２表および第２図〜第３図に示
す。

第２表＋　　　　９９１　　　６７０　　　５８０４　　３２
８＋　　　４４１６　　４０３７１＋　　　　６７０　
　３２２８　　４９３９第２表の結果から明らかなよう
に、本発明に係る水素ガス生成材は、常温でも水素ガス
生成速度が旧式電解槽の約２０倍以上と極めて速く、高
温になるほど生成速度が増大する。ちなみに、旧式電解
槽（印加電圧２Ｖ、電流密度０．ＩＡ／ｍｍりは常温で
は２２ａ＋ｌ／ｈｒ−ａｍ″であり、７５℃では約３　
Ｏｎ＋Ｉ／　ｈｒ　−ｃｍ”である。

第２図はアルミニウム板を基体として形成した溶射皮膜
からなる各水素ガス生成材を水中に浸漬した場合の水素
ガス生成速度と水温との関係゛を、また、第３図はアク
リル板製基体上に形成した溶射皮膜からなる各水素ガス
生成材を水中に浸漬した場合の水素ガス生成速度と水温
との関係をそれぞれ示す。

図から明らかなように、水素ガス生成速度は温度及び錫
含有量に大きく依存する。また、第２図及び第３図の比
較から明らかなように、水素ガス生成速度は、基体の材
料によっても変化し、基体としてアルミニウム板を使用
した場合に特に水素ガス生成速度が速い。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、安価
で無害な材料を用いて水素ガス生成材を得ることができ
、しかも、水素ガス生成に電力その他のエネルギーを必
要とせず、７５℃では旧式電解槽の約３００倍にも達す
る水素ガス生成速度が得られるなど優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水素ガス生成材の材料であるアル
ミニウム合金の製造に使用する連続鋳造装置の概略断面
図、第２図及び第３図は本発明に係る水素ガス生成材の
水素ガス生成速度と温度との関係を示す図である。１〜電気炉、２〜黒鉛ルツボ、３〜加熱鋳型、４〜ヒー
タ、５〜冷却装置、６〜ピンチローラ、７〜溶湯、８〜
鋳塊、９〜冷却水供給口。特　許　出　願　人　大阪富士工業株式会社代　理　人
　弁理士　青　山　　葆はか２名第１＠水洟（’Ｃ）第３図 ×１０３温度（０Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属微粒が積重された層状組織を有し、前記金属
微粒が、錫５〜５０％、残部アルミニウム及び不可避的
不純物からなるアルミニウム合金からなることを特徴と
する水素ガス生成材。
（２）基体上に形成された金属溶射皮膜からなり、該金
属溶射皮膜が錫５〜５０％、残部アルミニウム及び不可
避的不純物からなるアルミニウム合金の線材を用いて形
成されていることを特徴とする水素ガス生成材。