JP2003321215A - 黒鉛系水素吸蔵材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は軽量で、繰り返し使用でき、
製法も容易な黒鉛系水素吸蔵材料及びその製造方法を実
現することにある。 【解決手段】 発明に係る黒鉛系水素吸蔵材料は、結晶
子の大きさが１〜４０ｎｍのナノ構造化した黒鉛が凝集
した黒鉛凝集体からなり、該黒鉛凝集体の平均粒径が１
〜６０μｍであることを特徴としている。また、他の特
徴は、前記黒鉛凝集体の比表面積が３００ｍ^２／ｇ以
上、平均細孔半径が５．５ｎｍ以下、層間距離が０．３
３６０〜０．３３８５ｎｍである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、黒鉛系の水素吸
蔵材料及びその製造方法に関するものである。なお、本
明細書において、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｋ、Ｌｉ等は元素
記号である。

【０００２】

【従来の技術】固体高分子型燃料電池の開発競争が活発
に繰り広げられる中、実用化のためコストが低く、特に
輸送用機器への車載を検討されているものは軽量で、吸
蔵密度が高く、水素の充填、放出速度の速い水素吸蔵材
料を用いた水素貯蔵法の開発が望まれている。現在、水
素を輸送用機器に車載する方法としては、高圧ガス、液
体水素、水素吸蔵合金、炭素系材料の４種類の方法が提
案されている。ここで、高圧ガスを車に搭載することは
天然ガス（メタン）自動車で実用化されており、２００
気圧まで圧縮されボンベに蓄えられる。したがって、燃
料電池自動車に水素ボンベを用いることは本質的に問題
なく、水素貯蔵量を増やすため３５０気圧にし充填量を
増やすことが検討されている。しかし、ボンベは高圧に
耐えるために厚肉化され重量が増大するという問題を抱
えている。次に、液体水素による輸送貯蔵では、水素の
沸点（−２５３℃）より低温にすることで液化水素を製
造できる。液化水素は、気体と比べて体積が約８００分
の１であるため水素の優れた貯蔵方法である。しかし、
水素の気化熱が小さいことに起因する気化（ボイルオ
フ）、超低温に耐える容器を要する点などが課題とな
る。これに対し、水素吸蔵合金による輸送貯蔵として
は、Ｎｉ−水素電池にも使用されている希土類系合金の
ＬａＮｉ_５ が代表的である。この材料の水素吸蔵量は
１．４重量％程度である。また、最近はＴｉとＶを基本
とした合金中で体心立方（ＢＣＣ）構造を持つ固溶体相
が水素吸蔵性に優れていることがわかり、検討が進めら
れている。その一方で、近年、炭素系材料を用いた水素
吸蔵の研究が盛んに行われている。炭素系材料として
は、活性炭、グラファイト層間化合物、カーボンナノチ
ューブ（ＣＮＴ）、グラファイトナノファイバー（ＧＮ
Ｆ）、フラーレン類などであり、常温での吸蔵・放出特
性、製造コスト、量産性や収率などに課題を有している
が、その課題を克服すべく更なる検討が進められてい
る。具体的には以下のとおりである。

【０００３】炭素系材料のうち、ＣＮＴを用いる水素吸
蔵法は最も注目され、水素吸蔵合金の吸蔵能よりも優れ
た４〜１０ｗｔ％前後の吸蔵能達成の報告もなされてい
る。単層ＣＮＴは、炭素原子が六角網目状に配列した一
枚のグラフェンシートが丸まった直径が数〜数十ｎｍの
円筒状であり、それらがバンドル状（束状）になった構
造を取ることが多く、チューブ内部あるいはチューブ間
は強い物理ポテンシャルが作用し、そこに多量の水素分
子が物理吸着するとされている。多層ＣＮＴは、グラフ
ェンシートが同心円状に等間隔に多層に重なったもの
で、チューブ壁が多層であるため水素分子と接触する表
面炭素原子の割合は少なくなるが、グラフェンシート間
隔に水素が進入すれば高い水素吸蔵機能が期待できると
されている。また、多層ＣＮＴの合成法の発達により配
向度が高いものも合成され、その結果、高い水素吸蔵量
の報告がなされている。なお、特開２００１−２２０１
０１号公報には、ＣＮＴ、ＧＮＦおよび活性炭などの細
孔を有する炭素材料に水素を吸蔵させる技術が提案され
ている。しかし、一般的にナノチュープでは、高い水素
吸蔵は液体窒素付近の低温で達成可能であり、常温での
吸蔵能は０．２〜０．４ｗｔ％と低く、又、実用化のた
めには大幅なコスト低減、生産能力の向上など課題が多
い。特開２００１−３０２２２４号公報では、水素雰囲
気中で黒鉛を機械的に粉砕し、ナノ構造化された黒鉛に
水素を貯蔵させる提案もなされ、７．４ｗｔ％の水素放
出が確認されている。水素雰囲気中で黒鉛を粉砕するこ
とで、水素を共有結合、また、共有結合なしで黒鉛粒子
内に貯蔵することを特徴とするものであり、大きな吸蔵
性が確認されている。この技術は、文献（炭素 ＴＡＮ
ＳＯ ２００１「Ｎｏ．２００」ｐｐ２６１〜２６８）
にも詳述されている。一例を挙げると、『ナノ構造化グ
ラファイト内部の水素量は、ミリング処理時間の増加、
すなわち欠陥構造の発展に伴って著しく増加し、８０時
間後の水素量は７．４ｗｔ％にも達することがわかる。
８０時間のミリング処理後の比表面積はわずかに１０ｍ
^２／ｇのオーダーであり、試料表面での物理吸着量は極
めて少ない。また、質量数２の水素分子の昇温脱離スペ
クトルは、およそ６００Ｋ、９５０Ｋで始まる２つピー
クを示した。』など、興味深い解析がなされている。し
かし、実際の使用に際しては、水素放出温度の低温化と
サイクル性（繰り返しの使用）の確保が必要である。水
素雰囲気での水素吸蔵性は、粉砕によって生じるダング
リングボンド、構造欠陥が推進力になっているとされ、
水素の存在位置は、中性子回析実験より黒鉛のダングリ
ングボンドと結合している水素、もう一つは黒鉛層間に
位置する水素であることが報告されている。従って、一
度加熱し水素を放出させた材料に水素を入れる場合、加
圧では水素がほとんど入らず（０．２ｗｔ％）、また、
再度水素雰囲気で粉砕するにしても、黒鉛の結晶子が小
さくなっており、アモルファス化した状態であるため、
水素の吸蔵がほとんど認められないことが問題である。
従って、水素雰囲気中での粉砕では、放出温度が高いこ
とと繰り返しの使用ができないことが問題である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような炭素系材
料は、貯蔵・放出条件によっては水素貯蔵合金よりも高
い水素吸蔵能を示すが、放出温度が高かったり、吸蔵メ
カニズム上、繰り返しの使用ができなかったり、製法
上、大量生産ができない等問題が多い。そこで、この発
明は、大量の水素を効率的に吸蔵させることができ、軽
量で、繰り返し使用でき、作製も容易な黒鉛系水素吸蔵
材料及びその製造方法を提供することを目的としたもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため、原料としては入手・製造が容易な黒
鉛を用い、黒鉛の構造を如何に利用するか、黒鉛の表面
活性を如何に利用するかの点から鋭意研究を重ねた結
果、水素吸蔵量の多い黒鉛系水素吸蔵材料として、黒鉛
の結晶子間隔の活用、黒鉛の層間の活用、細孔構造の活
用、これらを最大まで引き出す上で、ナノ構造化した黒
鉛が凝集した構造で平均粒径１〜６０μｍにすべきであ
ることが分かり、この発明に至った。すなわち、発明の
黒鉛系水素吸蔵材料は、結晶子の大きさが１〜４０ｎｍ
のナノ構造化した黒鉛が凝集した黒鉛凝集体からなり、
該黒鉛凝集体の平均粒径が１〜６０μｍであることを特
徴とし、これにより高い水素吸蔵性を達成したものであ
る。

【０００６】以上の発明は請求項２〜４のようにより詳
細に特定可能である。まず、発明の黒鉛凝集体におい
て、比表面積が３００ｍ^２ ／ｇ以上、平均細孔径が
５．５ｎｍ以下、黒鉛の層間距離が０．３３６〜０．３
３８５ｎｍである。また、黒鉛凝集体の半径５．０ｎｍ
以下の細孔容積が０．３ｃｍ^３／ｇ以上であることが、
水素吸蔵材料として重要である。さらに、黒鉛凝集体の
嵩密度を０．５〜１．５ｇ／ｃｍ^３まで上昇させ、単位
容積当たりの吸蔵量を増やすことが可能となる。これら
に加え、請求項５に特定したごとく黒鉛凝集体の中にＰ
ｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｋ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂの何れか１種以上を含有すること
で、単位重量当たりの水素吸蔵量を増加させることが可
能であり、好ましい態様である。そして、以上の黒鉛系
水素吸蔵材料は、請求項６や７の製造方法により容易に
作製できるという利点を有している。

【０００７】

【発明の実施の形態】以上の発明の黒鉛系水素吸蔵材料
及び製造方法について説明する。発明の第１の特徴は、
黒鉛系水素吸蔵材料として、結晶子の大きさが１〜４０
ｎｍのナノ構造化した黒鉛が凝集した黒鉛凝集体からな
り、該黒鉛凝集体の平均粒径が１〜６０μｍであること
である。具体的には、結晶性の良い黒鉛に粉砕処理等を
施すことで形成される結晶子の大きさが１〜４０ｎｍの
ナノ構造化した黒鉛を、平均粒径１〜６０μｍの範囲で
凝集した粒子にすることにより、ナノ構造化した黒鉛結
晶子内、黒鉛凝集体を形成する黒鉛結晶子間隙に水素が
良好に吸着し吸蔵しやすくなる。

【０００８】詳述すれば、ナノ構造化した黒鉛結晶子の
黒鉛凝集体の作製には結晶性の発達した結晶子の大きさ
が２０ｎｍ以上の黒鉛を用いることが望ましい。また、
より最適条件は１００ｎｍ以上の結晶子を持つ黒鉛が良
好であり、粉砕により結晶子の大きさを１〜４０ｎｍま
で小さくすると同時に、結晶粒子が適度に凝集した構造
を作ることが重要である。具体的には、例えば、原料黒
鉛として黒鉛粒子が平均粒径１〜１００μｍの黒鉛を用
いて、乾式で粉砕、凝集を進めるが、その際、採用粉砕
機と粉砕条件を工夫して発明で特定した平均粒径の黒鉛
凝集体として調製することである。結晶子の大きさが２
０ｎｍ以上の黒鉛原料としては、鱗片状黒鉛、鱗状黒
鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛、コークスなどを焼成して
製造する人造黒鉛、メソフェーズピッチを原料として焼
成するメソフェーズピッチ系黒鉛など、結晶性の発達し
た黒鉛が使用できる。

【０００９】発明の第２の特徴は、この黒鉛凝集体の比
表面積が、３００ｍ^２ ／ｇ以上、平均細孔径が５．５
ｎｍ以下、層間距離が０．３３６０〜０．３３８５ｎｍ
であり、第３の特徴としては前記黒鉛凝集体の細孔半径
５．０ｎｍ以下の細孔容積が０．３ｃｍ^３／ｇ以上であ
り、これらは共に水素吸蔵量を多くするために重要であ
る。試験からは、粉砕が進むに伴って、ナノ粒子化が進
み、比表面積、細孔容積が増加し、平均細孔半径が減少
する傾向となるが、更に粉砕を進めるとナノ粒子の凝集
が促進し、比表面積、細孔容積が減少し、平均細孔半径
が増加する傾向が認められた。また、水素吸蔵量が多
く、サイクル特性の良好な黒鉛系水素吸蔵材料として
は、粉砕を適度にコントロールすることが不可欠であ
り、平均細孔半径として５．５ｎｍ以下のミクロ〜メソ
孔からなる細孔を有し、その容積が０．３ｃｍ^３／ｇ以
上、比表面積が３００ｍ^２／ｇ以上であることが好まし
いとの結果を得た。さらに、粉砕により（００２）の面
間隔（層間距離）も増加するが、層間距離を０．３３６
０〜０．３３８５ｎｍとすることにより、水素吸蔵量を
増大できることが判明した。この点は、粉砕を進めるこ
とに従い層間距離の増加が認められるが、層間距離０．
３３８５ｎｍを超えると、結晶性が悪くなり、アモルフ
ァス化が進み、水素吸蔵量が減少することが認められ
た。以上のように、この発明は、水素吸蔵量の多い黒鉛
系水素吸蔵材料として、黒鉛の結晶子間隔の活用、黒鉛
の層間の活用、細孔構造の活用が優劣を決め、これらを
有効に活用できるようにする上で、ナノ構造化した黒鉛
が凝集した構造で平均粒径１〜６０μｍになっているこ
とが最も好ましいことを見出し、完成されたものであ
る。

【００１０】発明の第５の特徴は、前記黒鉛凝集体の嵩
密度を０．５〜１．５ｇ／ｃｍ^３とすることにより、体
積当たりの水素吸蔵量が増加し、水素吸蔵用炭素材料の
容積を減らすことが可能になる。これに関し、粉砕で得
られる水素吸蔵材料の嵩密度は、一般には０．１〜０．
３ｇ／ｃｍ^３あるが、湿式や乾式の造粒装置を用いるこ
とで１．２ｇ／ｃｍ^３程度まで嵩密度を向上させること
が可能であり、また、プレス機やロールプレスを利用し
た圧縮により更に嵩密度を上げることができる。しか
し、嵩密度を１．６ｇ／ｃｍ^３まで増加させると、造粒
品または成型品の表面の空隙がほとんどなくなり、水素
吸蔵量が大幅に減少する。したがって、前記黒鉛凝集体
を嵩密度１．５ｇ／ｃｍ^３までに造粒、成形すること
は、単位体積当たりの水素吸蔵量を増し、また、水素吸
蔵材料の実用化を推進する上で重要な特性である。

【００１１】発明の第６の特徴は、以上のような構造を
持つ黒鉛凝集体の中にＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｋ、Ｌｉの何
れか１種以上を含有することである。この点は、試験か
ら、これらを含有することにより、水素吸蔵量が１．１
〜１．５倍程度まで増加できることが分かり、水素吸蔵
量を増大する上で効果的であることが確認された。ま
た、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂの
何れか１種以上を含有していても良い。なぜならば、カ
ーボンへの水素吸蔵は、水素分子状態より原子状水素の
方が小さいため、より良好な水素吸蔵性能が得られるか
らであり、水素分子を原子状水素へ分解する金属として
は、一般に水素吸蔵合金の主成分であるＴｉ、Ｖ、Ｚ
ｒ、Ｎｂの元素、及び原子番号５７〜７１のランタノイ
ドに属する金属元素、またはこれらの合金も有効であ
る。Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂよりは水素との親和力は弱ま
るが、上記金属存在下においては、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、
Ｃｏを混ぜた合金を添加することも有効である。Ｐｔ、
Ｐｄ、Ｎｉ、Ｋ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂを黒鉛凝集体に含有させる方法として
は、含浸法、沈着法、イオン交換法、粉砕、混合真空焼
成などの手法が適用可能である。

【００１２】以上の黒鉛凝集体構造を調整するため、粉
砕機としてはボールミル、振動ミル、遊星ボールミル、
ジェットミルなどの単独、又は、組み合わせた粉砕態様
が工夫される。また、粉砕雰囲気は大気、アルゴン、窒
素、水素、真空粉砕などが好ましい。加えて粉砕後、賦
活処理、酸化剤での処理、熱処理などを適用して、黒鉛
凝集体の構造を上記した発明の特性値に合わせることも
有効な手法である。ここで、粉砕機の選定は粉砕後の黒
鉛構造を決定するために重要である。ボールミルではボ
ールによる衝撃、圧縮粉砕と摩砕で粉砕が進行する。ジ
ェットミルでは気流による衝撃粉砕と摩砕により粉砕が
進行する。振動ボールミルでは、粉砕媒体に挟まれた粒
子の衝撃粉砕と摩砕により粉砕が進行する。また、遊星
ボールミルでは、ポットの公転と自転により粉体媒体に
よる加速度を与え、圧縮・衝撃破砕と摩砕で粉砕が進行
する。特に黒鉛の粉砕では、圧縮・衝撃破砕の他に摩砕
効果の大きい遊星ボールミルの適用によって、より速く
粉砕を進めることができ、短時間で黒鉛の結晶子を小さ
くできる。しかし、比表面積が高く、細孔構造の発達し
た黒鉛を得るためには、粉砕媒体に挟まれた粒子の衝撃
粉砕と摩砕で粉砕がおこる振動ミルなどの方が、結晶性
を保ち、比表面積が高く、細孔容積の大きい粉砕物を調
製できる。したがって、水素吸蔵材料としての黒鉛構造
を最適化する粉砕方法は、原料の粒径、粉砕時間、粉砕
雰囲気などに応じ、最適な粉砕機を組み合わせることが
必要となる。次に、以上の発明を実施例を挙げて更に説
明する。

【００１３】

【実施例】（実施例１〜４）この実施例は、発明対象と
なる黒鉛凝集体およびその有効性を調べた一例である。 〈試料の調製〉、平均粒径２〜１００μｍの天然黒鉛
（鱗片状黒鉛）、メソフェーズピッチ系黒鉛、人造黒鉛
を振動ボールミル、回転ボールミルを用いて、２４〜９
６時間、真空中で粉砕し、結晶子の大きさ、凝集体の平
均粒径等の異なる表１中の各試料（実施例１〜４と比較
例１、２）を作製した。その際に行った細孔構造、Ｘ線
回折による構造解析、粒度分布、水素吸蔵量・放出量の
測定方法は以下のとおりである。

【００１４】〈細孔構造の測定〉、各試料の比表面積
［ｍ^２ ／ｇ］の測定は、窒素吸着法を用い、解析にはB
runauer-Emmett-TellerによるＢＥＴ式より求めた（準
拠規格：ＩＳＯ ９２７７）。細孔分布の測定は、液体
窒素温度における毛管凝縮を利用するもので、Kelvinの
式が基礎となる。吸着平衡圧を広い範囲にわたり変えて
吸着等温線を描き、解析すると細孔分布が求まる。この
細孔分布の解析方法は、Barett、JoyerおよびHalendaに
よって提案された方法（ＢＪＨ法）により解析した。細
孔径と細孔容積の関係を把握し、細孔半径０．８５ｎｍ
から５ｎｍまでの細孔容積を積算して求め、細孔半径５
ｎｍ以下の細孔容積とした。なお、比表面積、細孔系分
布（細孔径及び細孔容積）の測定装置はマイクロメトリ
ックス社製のＡＳＡＰ２０１０を使用した。〈Ｘ線回折
分析による測定〉、Ｘ線回折装置を用いて、学振法より
結晶子の大きさＬｃ（００２）、層間距離ｄ（００２）
を求めた。測定装置はマックサイエンス社製ＭＸＰ１８
ＶＡＨＦを用いた。〈粒度分布の測定〉、レーザー回折
型粒度分布計を用いて、黒鉛凝集体の粒度分布を測定し
平均粒子径を求めた。測定では、各試料を界面活性剤を
用いて水中に均一に分布させ、超音波分散状態で粒度を
計測した。屈折率は１．７０−０．２０ｉを用いた。

【００１５】〈試料評価〉、実施例および比較例の各試
料はＪＩＳ７２０１、７２０３に準じた試験方法によ
り、水素吸蔵量と水素放出量の測定を行った。この測定
では、各試料を精秤した後、試料管に入れて真空排気し
た後、１２Ｍｐａまで水素圧を上げて水素吸蔵量［ｗｔ
％］を確認した。また、常温まで戻して水素放出量を確
認した。サイクル特性は吸蔵、放出を５回繰り返した後
の水素吸蔵量［ｗｔ％］を測定した。以上の試料構成お
よび評価結果を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】実施例１〜４の各試料（黒鉛凝集体）は、
結晶子の大きさを１〜４０ｎｍの範囲に揃え、その凝集
体の平均粒径を１〜６０μｍに調製したときのものであ
り、同じ黒鉛凝集体の比較例１や２の試料と比較する
と、水素吸蔵量が何れも多く良好である。また、実施例
１〜４の各試料は、黒鉛凝集体の比表面積が３００ｍ^２
／ｇ以上、平均細孔半径が５．５ｎｍ以下、層間距離が
０．３３６０〜０．３３８５ｎｍの範囲であり、半径
５．０ｎｍ以下の細孔容積が０．３ｃｍ^３／ｇ以上のも
のである。

【００１８】（実施例５〜７）この実施例は、実施例２
の試料を用い、流動層造粒機およびプレス処理にて、嵩
密度を増加させた例である。その評価結果を表２に示
す。

【００１９】

【表２】

【００２０】実施例５〜７より、実施例２の試料（黒鉛
凝集体）を１．５ｇ／ｃｍ^３の嵩密度まで造粒、成形し
ても、水素吸蔵能の大幅な減少はないが、嵩密度が１．
６ｇ／ｃｍ^３以上になると、水素吸蔵能が大幅に減少す
ることが分かる。また、前記黒鉛凝集体は嵩密度０．５
ｇ／ｃｍ^３から１．５ｇ／ｃｍ^３の範囲にすることによ
り、体積当たりの水素貯蔵能（水素吸蔵量）を０．００
４ｇ／ｃｍ^３ 以上に保つことが可能になった。この結
果より、黒鉛凝集体の嵩密度を０．５〜１．５ｇ／ｃｍ
^３まで造粒、成形することは、単位体積当たりの水素吸
蔵量を増し、また、水素吸蔵材料の実用化を推進する上
で、効果的であることが分かる。

【００２１】（実施例８〜１２）この実施例は、Ｐｔ、
Ｐｄ、Ｎｉ、Ｋ、Ｌｉを黒鉛に含有したときの効果を調
べたときのもので、Ｐｔ担持、Ｐｄ担持、およびＮｉ担
持黒鉛の調製は実施例２の試料（黒鉛凝集体）を用いた
例である。含有方法は、Ｈ_２ＰｔＣＩ_６、ＰｄＣＩ_２、
又は、Ｎｉ（ＮＯ_３）_２を純水に溶解させた後、試料
（実施例２の試料）を投入して十分に混合し、含浸さ
せ、乾燥させた。その後、４００℃で水素還元し、黒鉛
凝集体表面にＰｔ、ＰｄまたはＮｉを分散させた。Ｋ、
Ｌｉの分散についてはステンレス容器内に実施例２の試
料（黒鉛凝集体）を入れ、真空脱気した後、Ｋについて
は２８０℃、Ｌｉについては４２０℃まで昇温させ、Ｋ
またはＬｉを黒鉛凝集体に分散させた。これら各試料の
水素吸蔵量特性の評価結果を表３に示す。何れの場合に
も、実施例２の試料構成より、水素吸蔵量およびサイク
ル特性共に向上できることが分かる。特に、Ｐｔを含有
した実施例８のものでは１．５倍程度まで増大され、改
善効果が顕著に認められる。

【００２２】

【表３】

【００２３】

【発明の効果】以上のように、発明の黒鉛系水素吸蔵材
料及びその製造方法は、原料として入手および製造が容
易な結晶性の高い黒鉛を用い、粉砕機選定と粉砕条件の
最適化により、ナノ構造化した黒鉛が凝集した黒鉛凝集
体を調製し、水素吸蔵量の高い材料物性を実現できる。
これにより、この発明は、大量の水素を効率的に吸蔵で
き、軽量で、繰り返し使用できる上、製造方法も容易で
あり製造費を抑えて実用化に寄与できる。

フロントページの続き (72)発明者 飯田 淳一 千葉県香取郡多古町水戸１番地 日立粉末 冶金株式会社内 (72)発明者 伊藤 仁 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 片村 淳二 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 川合 幹夫 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 4G066 AA04B BA09 BA20 BA25 BA26 BA31 CA38 4G140 AA32 AA36 AA48 4G146 AA02 AA16 AB04 AB10 AC03A AC03B AC05A AC05B AC07A AC07B AC08A AC08B AC14A AC14B AC22A AC22B AD32 BA02 BA23 BA43 CB09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶子の大きさが１〜４０ｎｍのナノ構
   造化した黒鉛が凝集した黒鉛凝集体からなり、該黒鉛凝
   集体の平均粒径が１〜６０μｍであることを特徴とする
   黒鉛系水素吸蔵材料。
2. 【請求項２】 前記黒鉛凝集体の比表面積が３００ｍ^２
   ／ｇ以上、平均細孔半径が５．５ｎｍ以下、層間距離が
   ０．３３６０〜０．３３８５ｎｍである請求項１に記載
   の黒鉛系水素吸蔵材料。
3. 【請求項３】 前記黒鉛凝集体の細孔半径５．０ｎｍ以
   下の細孔容積が０．３ｃｍ^３／ｇ以上である請求項１又
   は２に記載の黒鉛系水素吸蔵材料。
4. 【請求項４】 前記黒鉛凝集体の嵩密度が０．５〜１．
   ５ｇ／ｃｍ^３である請求項１から３の何れかに記載の黒
   鉛系水素吸蔵材料。
5. 【請求項５】 前記黒鉛凝集体の中にＰｔ、Ｐｄ、Ｎ
   ｉ、Ｋ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚ
   ｒ、Ｎｂの何れか１種以上を含有している請求項１から
   ４の何れかに記載の黒鉛系水素吸蔵材料。
6. 【請求項６】 結晶子の大きさが２０ｎｍ以上の原料黒
   鉛を用い、粉砕処理により請求項１から４に記載の黒鉛
   凝集体として作製する黒鉛系水素吸蔵材料の製造方法。
7. 【請求項７】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｋ，Ｌｉ、Ｔｉ、
   Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂの何れか一種
   以上の元素を前記黒鉛凝集体に含有処理する請求項６に
   記載の黒鉛系水素吸蔵材料の製造方法。