JP3451320B2 - 水素吸蔵合金 - Google Patents
水素吸蔵合金Info
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- 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)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金、及
び水素貯蔵タンク用水素貯蔵媒体に関する。
び水素貯蔵タンク用水素貯蔵媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｔｉ2Ｎｉは、図１に示す立方晶のＥ９3
型構造を有する合金であり、水素と反応して水素化物Ｔ
ｉ2ＮｉＨ3を形成する。この合金は、比較的安価で水素
吸蔵量が約２重量％と比較的大きいが、水素化物が化学
的に安定であり、水素圧力−組成−温度（ＰＣＴ）特性
を示す図２から明らかなように、１８０℃という高温で
あっても、吸蔵水素のごく一部を放出するに過ぎない。
また、この水素化物は、高温では不均化反応によりＴｉ
Ｈ2とＴｉＮｉ3に分解して水素放出能力を失い易いとい
う欠点がある。このため、Ｔｉ2Ｎｉは、水素吸蔵材料
としては、水素放出特性、耐久性等について満足のいく
特性を有するものではない。
型構造を有する合金であり、水素と反応して水素化物Ｔ
ｉ2ＮｉＨ3を形成する。この合金は、比較的安価で水素
吸蔵量が約２重量％と比較的大きいが、水素化物が化学
的に安定であり、水素圧力−組成−温度（ＰＣＴ）特性
を示す図２から明らかなように、１８０℃という高温で
あっても、吸蔵水素のごく一部を放出するに過ぎない。
また、この水素化物は、高温では不均化反応によりＴｉ
Ｈ2とＴｉＮｉ3に分解して水素放出能力を失い易いとい
う欠点がある。このため、Ｔｉ2Ｎｉは、水素吸蔵材料
としては、水素放出特性、耐久性等について満足のいく
特性を有するものではない。
【０００３】このため、該合金を構成するＴｉ又はＮｉ
を他の金属元素へ置換することが試みられている。しか
しながら、この場合、図３に模式的に示すように、ＰＣ
Ｔ曲線のプラトー、即ち、ＰＣＴ曲線において圧力一定
で水素濃度が変化する平らな部分が置換によって傾き、
水素の取出しのために、より大きなエネルギーが必要と
なり、例えば、水素を取り出すためにより高温とするこ
とが必要となること等が問題となっている。
を他の金属元素へ置換することが試みられている。しか
しながら、この場合、図３に模式的に示すように、ＰＣ
Ｔ曲線のプラトー、即ち、ＰＣＴ曲線において圧力一定
で水素濃度が変化する平らな部分が置換によって傾き、
水素の取出しのために、より大きなエネルギーが必要と
なり、例えば、水素を取り出すためにより高温とするこ
とが必要となること等が問題となっている。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
良好な水素吸蔵特性と水素放出特性を有し、耐久性に優
れた新規な水素吸蔵合金を提供することである。
良好な水素吸蔵特性と水素放出特性を有し、耐久性に優
れた新規な水素吸蔵合金を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した課
題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、Ｔｉ2Ｎｉで表され
る立方晶のＥ９3型構造を有する合金に、Ｏ、Ｎ及びＣ
から選ばれた少なくとも一種の元素を特定量固溶させる
ことによって、Ｔｉ2Ｎｉの水素放出特性、耐久性等が
改善され、上記した目的を達成し得る水素吸蔵合金が得
られることを見出し、ここに本発明を完成するに至っ
た。
題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、Ｔｉ2Ｎｉで表され
る立方晶のＥ９3型構造を有する合金に、Ｏ、Ｎ及びＣ
から選ばれた少なくとも一種の元素を特定量固溶させる
ことによって、Ｔｉ2Ｎｉの水素放出特性、耐久性等が
改善され、上記した目的を達成し得る水素吸蔵合金が得
られることを見出し、ここに本発明を完成するに至っ
た。
【０００６】即ち、本発明は、下記の水素吸蔵合金及び
水素貯蔵媒体を提供するものである。 １． 一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃ （式中、ＸはＮ及びＣから選ばれた少なくとも一種の元
素であり、３．９≦ａ≦４．１；１．９≦ｂ≦２．１；
０＜ｃ≦１である）で表される立方晶のＥ９3型構造の
相を含む水素吸蔵合金。 ２． 一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃ （式中、ＸはＮ及びＣから選ばれた少なくとも一種の元
素であり、３．９≦ａ≦４．１；１．９≦ｂ≦２．１；
０＜ｃ≦１である）で表される立方晶のＥ９3型構造の
相を５０体積％以上含む水素吸蔵合金。 ３ ． 一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃにおいて、０．３≦ｃ
≦１である上記項１又は２に記載の水素吸蔵合金。４ ． 上記項１〜３のいずれかに記載の水素吸蔵合金か
らなる水素貯蔵タンク用水素貯蔵媒体。
水素貯蔵媒体を提供するものである。 １． 一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃ （式中、ＸはＮ及びＣから選ばれた少なくとも一種の元
素であり、３．９≦ａ≦４．１；１．９≦ｂ≦２．１；
０＜ｃ≦１である）で表される立方晶のＥ９3型構造の
相を含む水素吸蔵合金。 ２． 一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃ （式中、ＸはＮ及びＣから選ばれた少なくとも一種の元
素であり、３．９≦ａ≦４．１；１．９≦ｂ≦２．１；
０＜ｃ≦１である）で表される立方晶のＥ９3型構造の
相を５０体積％以上含む水素吸蔵合金。 ３ ． 一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃにおいて、０．３≦ｃ
≦１である上記項１又は２に記載の水素吸蔵合金。４ ． 上記項１〜３のいずれかに記載の水素吸蔵合金か
らなる水素貯蔵タンク用水素貯蔵媒体。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の水素吸蔵合金は、
一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃ
（式中、ＸはＮ及びＣから選ばれた少なくとも一種の元
素であり、３．９≦ａ≦４．１；１．９≦ｂ≦２．１；
０＜ｃ≦１である）で表される立方晶のＥ９3型構造の
相を含むものである。
素であり、３．９≦ａ≦４．１；１．９≦ｂ≦２．１；
０＜ｃ≦１である）で表される立方晶のＥ９3型構造の
相を含むものである。
【０００８】この様な水素吸蔵合金は、立方晶のＥ９3
型構造を有するＴｉ2Ｎｉに、酸素、窒素及び炭素から
選ばれた少なくとも一種の元素が固溶した非金属元素侵
入型合金であり、Ｔｉ2Ｎｉと比較して、水素吸蔵特性
と水素放出特性が大きく改善されたものである。
型構造を有するＴｉ2Ｎｉに、酸素、窒素及び炭素から
選ばれた少なくとも一種の元素が固溶した非金属元素侵
入型合金であり、Ｔｉ2Ｎｉと比較して、水素吸蔵特性
と水素放出特性が大きく改善されたものである。
【０００９】本発明の水素吸蔵合金では、優れた水素吸
蔵特性及び放出特性を示すためには、上記した一般式：
ＴｉａＮｉｂＸｃ（式中、Ｘ、ａ、ｂ及びｃは上記に同
じ）で表される立方晶のＥ９3型構造の相が水素吸蔵合
金中に５０体積％以上含まれることが好ましく、７０体
積％以上含まれることが好ましく、９０体積％以上含ま
れることがより好ましく、上記した相の単相からなるこ
とが最も好ましい。上記した相以外の相については、特
に限定はないが、例えば、副相として、ＴｉＮｉ、Ｔｉ
Ｘ等が含まれる場合がある。
蔵特性及び放出特性を示すためには、上記した一般式：
ＴｉａＮｉｂＸｃ（式中、Ｘ、ａ、ｂ及びｃは上記に同
じ）で表される立方晶のＥ９3型構造の相が水素吸蔵合
金中に５０体積％以上含まれることが好ましく、７０体
積％以上含まれることが好ましく、９０体積％以上含ま
れることがより好ましく、上記した相の単相からなるこ
とが最も好ましい。上記した相以外の相については、特
に限定はないが、例えば、副相として、ＴｉＮｉ、Ｔｉ
Ｘ等が含まれる場合がある。
【００１０】また、上記した一般式において、ＸはＮ及
びＣから選ばれた少なくとも一種の元素であることが好
ましい。上記一般式においてＸがＮ及びＣから選ばれた
少なくとも一種の元素である相を含む水素吸蔵合金は、
特に、室温付近での最大水素吸蔵量が大きく、また、２
ＭＰａ〜０．０３ＭＰａ程度の圧力範囲下での水素放出
容量が大きい点で優れた特性を有するものである。
びＣから選ばれた少なくとも一種の元素であることが好
ましい。上記一般式においてＸがＮ及びＣから選ばれた
少なくとも一種の元素である相を含む水素吸蔵合金は、
特に、室温付近での最大水素吸蔵量が大きく、また、２
ＭＰａ〜０．０３ＭＰａ程度の圧力範囲下での水素放出
容量が大きい点で優れた特性を有するものである。
【００１１】本発明の水素吸蔵合金は、例えば、各元素
の割合が目的とする合金の組成比となるように原料を混
合し、非酸化性雰囲気中で加熱して合金化させることに
よって製造することができる。
の割合が目的とする合金の組成比となるように原料を混
合し、非酸化性雰囲気中で加熱して合金化させることに
よって製造することができる。
【００１２】原料としては、例えば、Ｔｉ源及びＮｉ源
としては、それぞれ、Ｔｉ粉末及びＮｉ粉末を用いるこ
とができる。Ｏ源、Ｎ源及びＣ源としては、それぞれ、
ＴｉＯ2、ＴｉＮ及びＴｉＣの各粉末を用いることがで
きるが、これらに限定されず、酸素、窒素、炭素等を含
む各種のＴｉ化合物、Ｎｉ化合物等を原料とすることが
できる。
としては、それぞれ、Ｔｉ粉末及びＮｉ粉末を用いるこ
とができる。Ｏ源、Ｎ源及びＣ源としては、それぞれ、
ＴｉＯ2、ＴｉＮ及びＴｉＣの各粉末を用いることがで
きるが、これらに限定されず、酸素、窒素、炭素等を含
む各種のＴｉ化合物、Ｎｉ化合物等を原料とすることが
できる。
【００１３】これらの原料を目的とする組成比となるよ
うに混合し、非酸化性雰囲気中で加熱することによっ
て、本発明の水素吸蔵合金を得ることができる。非酸化
性雰囲気としては、例えば、真空雰囲気、Ｈｅガス等の
不活性ガス雰囲気、水素ガス等の還元性雰囲気等を挙げ
ることができる。加熱温度は、８００℃〜目的物の融点
未満の温度とすることが好ましく、この範囲内の温度に
おいて、できるだけ高温で加熱することによって、上記
した一般式で表される立方晶のＥ９3型構造の相を多く
含む、単相に近い合金を短時間で得ることが可能とな
る。加熱時間は、目的とする合金が形成される時間とす
ればよく、具体的な加熱時間は、加熱温度によって異な
るが、例えば、５時間〜１０日間程度の時間とすればよ
い。
うに混合し、非酸化性雰囲気中で加熱することによっ
て、本発明の水素吸蔵合金を得ることができる。非酸化
性雰囲気としては、例えば、真空雰囲気、Ｈｅガス等の
不活性ガス雰囲気、水素ガス等の還元性雰囲気等を挙げ
ることができる。加熱温度は、８００℃〜目的物の融点
未満の温度とすることが好ましく、この範囲内の温度に
おいて、できるだけ高温で加熱することによって、上記
した一般式で表される立方晶のＥ９3型構造の相を多く
含む、単相に近い合金を短時間で得ることが可能とな
る。加熱時間は、目的とする合金が形成される時間とす
ればよく、具体的な加熱時間は、加熱温度によって異な
るが、例えば、５時間〜１０日間程度の時間とすればよ
い。
【００１４】また、上記した製造方法以外にも、Ｔｉ金
属粉とＮｉ金属粉を原料として、酸素、窒素、炭素等を
含む雰囲気中、例えば、アンモニア雰囲気中などで加熱
することによっても、目的とする水素吸蔵合金を得るこ
とができる。
属粉とＮｉ金属粉を原料として、酸素、窒素、炭素等を
含む雰囲気中、例えば、アンモニア雰囲気中などで加熱
することによっても、目的とする水素吸蔵合金を得るこ
とができる。
【００１５】本発明の水素吸蔵合金は、Ｔｉ2Ｎｉとは
異なって、活性化処理が不要であり、特別な前処理を行
うことなく、室温、３ＭＰａ程度の水素雰囲気下で水素
吸蔵を開始する。これは、タンクに該合金を充填し、水
素を入れれば水素吸蔵性能を示すことを意味するため、
水素吸蔵用途においては重要な特性である。また、Ｔｉ
2Ｎｉは、室温付近の温度では、水素ガスとの気−固相
反応によって水素を放出することはないが、本発明の水
素吸蔵合金は、室温付近の温度で、数気圧の水素圧力と
いう、水素吸蔵材料に要求される水素吸蔵放出条件下
で、水素化物の形成に伴うプラトー領域を示し、可逆的
に水素を吸蔵・放出する。
異なって、活性化処理が不要であり、特別な前処理を行
うことなく、室温、３ＭＰａ程度の水素雰囲気下で水素
吸蔵を開始する。これは、タンクに該合金を充填し、水
素を入れれば水素吸蔵性能を示すことを意味するため、
水素吸蔵用途においては重要な特性である。また、Ｔｉ
2Ｎｉは、室温付近の温度では、水素ガスとの気−固相
反応によって水素を放出することはないが、本発明の水
素吸蔵合金は、室温付近の温度で、数気圧の水素圧力と
いう、水素吸蔵材料に要求される水素吸蔵放出条件下
で、水素化物の形成に伴うプラトー領域を示し、可逆的
に水素を吸蔵・放出する。
【００１６】本発明の水素吸蔵合金における平均質量数
が、それぞれ４６．４（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｏ）、４６．１（Ｔ
ｉ4Ｎｉ2Ｎ）、及び４５．８（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｃ）であるこ
とから、２ＭＰａにおける最大水素吸蔵量は、それぞ
れ、０．９２重量％（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｏ、０℃）、１．４３
重量％（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｎ、０℃）、及び１．４８重量％
（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｃ、４０℃）である。印加する水素圧を増
加させるか、温度をより低温にすることにより、最大水
素吸蔵量をより増加することができる。
が、それぞれ４６．４（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｏ）、４６．１（Ｔ
ｉ4Ｎｉ2Ｎ）、及び４５．８（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｃ）であるこ
とから、２ＭＰａにおける最大水素吸蔵量は、それぞ
れ、０．９２重量％（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｏ、０℃）、１．４３
重量％（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｎ、０℃）、及び１．４８重量％
（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｃ、４０℃）である。印加する水素圧を増
加させるか、温度をより低温にすることにより、最大水
素吸蔵量をより増加することができる。
【００１７】Westlakeのモデル他の経験的モデルに基づ
いた水素占有位置の検討に従うと、水素はこれらのＥ９
3型構造化合物中の８ａ及び９６ｇサイトを完全占有で
きる。このため、これらの化合物の最大水素吸蔵量は、
理論的にＨ／Ｍ＝０．９３、又は１．９６重量％（Ｔｉ
4Ｎｉ2Ｏ）、１．９８重量％（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｎ）、及び
１．９９重量％（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｃ）となる。
いた水素占有位置の検討に従うと、水素はこれらのＥ９
3型構造化合物中の８ａ及び９６ｇサイトを完全占有で
きる。このため、これらの化合物の最大水素吸蔵量は、
理論的にＨ／Ｍ＝０．９３、又は１．９６重量％（Ｔｉ
4Ｎｉ2Ｏ）、１．９８重量％（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｎ）、及び
１．９９重量％（Ｔｉ4Ｎｉ2Ｃ）となる。
【００１８】また、本発明の水素吸蔵合金は、Ｔｉ2Ｎ
ｉと比べると水素解離圧が２〜３桁高く、プラトーの傾
きがフラットである。
ｉと比べると水素解離圧が２〜３桁高く、プラトーの傾
きがフラットである。
【００１９】このため、０．０１〜１ＭＰａの圧力範囲
での有効水素吸蔵量は、Ｔｉ2Ｎｉが２０℃で０．２重
量％にも満たないのに対して、Ｔｉ4Ｎｉ2Ｎ及びＴｉ4
Ｎｉ2Ｃではそれぞれ１．１１重量％（０℃）及び１．
０６重量％（６０℃）と非常に大きく、著しい改善が認
められる。金属元素置換の場合には、このような劇的な
解離圧の変化とプラトーの平坦さを両立できないため
に、本発明の水素吸蔵合金による優れた効果は、侵入型
の非金属元素添加によるものと考えられる。
での有効水素吸蔵量は、Ｔｉ2Ｎｉが２０℃で０．２重
量％にも満たないのに対して、Ｔｉ4Ｎｉ2Ｎ及びＴｉ4
Ｎｉ2Ｃではそれぞれ１．１１重量％（０℃）及び１．
０６重量％（６０℃）と非常に大きく、著しい改善が認
められる。金属元素置換の場合には、このような劇的な
解離圧の変化とプラトーの平坦さを両立できないため
に、本発明の水素吸蔵合金による優れた効果は、侵入型
の非金属元素添加によるものと考えられる。
【００２０】本発明の水素吸蔵合金は、この様な優れた
特性を利用して、水素吸蔵合金としての公知の各種用途
に用いることができる。
特性を利用して、水素吸蔵合金としての公知の各種用途
に用いることができる。
【００２１】例えば、本発明の水素吸蔵合金は、室温付
近の温度、１０気圧以下の水素圧力という、水素貯蔵材
料に要求される水素吸蔵放出条件下で、気固相反応によ
り可逆的に水素を吸蔵・放出できる。このため、本発明
の水素吸蔵合金は、水を熱冷媒として使用でき、気体水
素を室温付近の温度で安全に貯蔵し、必要に応じて貯蔵
水素を取り出すために用いる、水素貯蔵タンク用水素貯
蔵媒体として有用性が高いものである。
近の温度、１０気圧以下の水素圧力という、水素貯蔵材
料に要求される水素吸蔵放出条件下で、気固相反応によ
り可逆的に水素を吸蔵・放出できる。このため、本発明
の水素吸蔵合金は、水を熱冷媒として使用でき、気体水
素を室温付近の温度で安全に貯蔵し、必要に応じて貯蔵
水素を取り出すために用いる、水素貯蔵タンク用水素貯
蔵媒体として有用性が高いものである。
【００２２】本発明の水素吸蔵合金は、上記した水素貯
蔵媒体としての用途に用いる場合には、上記した一般式
において、ｃの値が、０．３≦ｃ≦１程度であることが
好ましく、０．５≦ｃ≦１程度であることがより好まし
く、０．７≦ｃ≦１程度であることが更に好ましい。
蔵媒体としての用途に用いる場合には、上記した一般式
において、ｃの値が、０．３≦ｃ≦１程度であることが
好ましく、０．５≦ｃ≦１程度であることがより好まし
く、０．７≦ｃ≦１程度であることが更に好ましい。
【００２３】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵合金は、優れた水素吸
蔵特性と水素放出特性を有し、耐久性が良好である。特
に、本発明の水素吸蔵合金は、気体水素を室温付近の温
度で安全に貯蔵し、貯蔵水素を取り出すことが可能であ
り、水素貯蔵タンク用水素貯蔵媒体として非常に有用で
ある。
蔵特性と水素放出特性を有し、耐久性が良好である。特
に、本発明の水素吸蔵合金は、気体水素を室温付近の温
度で安全に貯蔵し、貯蔵水素を取り出すことが可能であ
り、水素貯蔵タンク用水素貯蔵媒体として非常に有用で
ある。
【００２４】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。 実施例１ 酸素、窒素、及び炭素源として、それぞれＴｉＯ2、Ｔ
ｉＮ及びＴｉＣの各粉末を用い、更に、Ｔｉ源及びＮｉ
源として、Ｔｉ及びＮｉの各粉末を用いて、Ｔｉ57.1Ｎ
ｉ28.6Ｘ14.3（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）という組成となるよ
うに、各原料粉末を混合し、真空中で圧粉成型して、ペ
レット（直径１３ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を製造した。
明する。 実施例１ 酸素、窒素、及び炭素源として、それぞれＴｉＯ2、Ｔ
ｉＮ及びＴｉＣの各粉末を用い、更に、Ｔｉ源及びＮｉ
源として、Ｔｉ及びＮｉの各粉末を用いて、Ｔｉ57.1Ｎ
ｉ28.6Ｘ14.3（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）という組成となるよ
うに、各原料粉末を混合し、真空中で圧粉成型して、ペ
レット（直径１３ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を製造した。
【００２５】次いで、得られたペレットをＡｒアーク熔
解した後、高真空中で９００℃で７２時間保持すること
によって、水素吸蔵合金を得た。
解した後、高真空中で９００℃で７２時間保持すること
によって、水素吸蔵合金を得た。
【００２６】得られた各水素吸蔵合金についての粉末Ｘ
線回折結果を図４に示す。図４から明らかなように、各
水素吸蔵合金は、Ｔｉ2Ｎｉと同様の立方晶のＥ９3型構
造の相を含むものである。
線回折結果を図４に示す。図４から明らかなように、各
水素吸蔵合金は、Ｔｉ2Ｎｉと同様の立方晶のＥ９3型構
造の相を含むものである。
【００２７】また、元素分析装置付き電子顕微鏡を用い
て各試料のＴｉ2Ｎｉ型合金相中の非金属軽元素の濃度
を調べたところ、いずれも１４原子％であり、酸素、窒
素及び炭素の何れを添加した場合にも、１４原子％まで
固溶でき、Ｔｉ4Ｎｉ2Ｘ（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）という組
成で表されることが判った。酸素、窒素、及び炭素の占
有位置は、何れもＥ９3型構造における１６ｃなる変則
Ｔｉ八面体の中心であった。Ｔｉ4Ｎｉ2Ｘ（Ｘ＝Ｏ、Ｎ
又はＣ）で表される立方晶のＥ９3型構造の相の存在割
合は、酸素含有合金では９８％、窒素含有合金では９０
％、炭素含有合金では５０％であった。副相はいずれも
ＴｉＮｉ及びＴｉＸ（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）相であった。
て各試料のＴｉ2Ｎｉ型合金相中の非金属軽元素の濃度
を調べたところ、いずれも１４原子％であり、酸素、窒
素及び炭素の何れを添加した場合にも、１４原子％まで
固溶でき、Ｔｉ4Ｎｉ2Ｘ（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）という組
成で表されることが判った。酸素、窒素、及び炭素の占
有位置は、何れもＥ９3型構造における１６ｃなる変則
Ｔｉ八面体の中心であった。Ｔｉ4Ｎｉ2Ｘ（Ｘ＝Ｏ、Ｎ
又はＣ）で表される立方晶のＥ９3型構造の相の存在割
合は、酸素含有合金では９８％、窒素含有合金では９０
％、炭素含有合金では５０％であった。副相はいずれも
ＴｉＮｉ及びＴｉＸ（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）相であった。
【００２８】各水素吸蔵合金について、ジーベルツ型装
置を用いて水素化特性を平衡論的に調べた。
置を用いて水素化特性を平衡論的に調べた。
【００２９】副相の内、ＴｉＸは水素との反応が認めら
れなかった。ＴｉＮｉについては、別に同一温度でＰＣ
Ｔ特性を測定し、各試料について、ＴｉＮｉ相のＰＣＴ
特性への寄与を補正することによって、Ｔｉ4Ｎｉ2Ｘ
（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）相のＰＣＴ曲線を求めた。
れなかった。ＴｉＮｉについては、別に同一温度でＰＣ
Ｔ特性を測定し、各試料について、ＴｉＮｉ相のＰＣＴ
特性への寄与を補正することによって、Ｔｉ4Ｎｉ2Ｘ
（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）相のＰＣＴ曲線を求めた。
【００３０】ＴｉＮｉ相のＰＣＴ曲線を図５に示し、Ｔ
ｉ4Ｎｉ2Ｘ（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）相のＰＣＴ曲線を図６
〜図８に示す。
ｉ4Ｎｉ2Ｘ（Ｘ＝Ｏ、Ｎ又はＣ）相のＰＣＴ曲線を図６
〜図８に示す。
【００３１】また、本発明の水素吸蔵合金とＴｉ2Ｎｉ
の特性を比較するために、Ｔｉ4Ｎｉ 2Ｎ、Ｔｉ4Ｎｉ2Ｃ
及びＴｉ2ＮｉについてのＰＣＴ曲線を図９に示す。Ｔ
ｉ2ＮｉのＰＣＴ特性は気固相反応に基づいて求めるこ
とができないので、図９におけるＴｉ2ＮｉのＰＣＴ曲
線は、６Ｎ−ＫＯＨ水溶液中で正極にニッケル水酸化
物、負極にＴｉ2Ｎｉ合金を使用して電気化学的方法に
よって求めたものである。
の特性を比較するために、Ｔｉ4Ｎｉ 2Ｎ、Ｔｉ4Ｎｉ2Ｃ
及びＴｉ2ＮｉについてのＰＣＴ曲線を図９に示す。Ｔ
ｉ2ＮｉのＰＣＴ特性は気固相反応に基づいて求めるこ
とができないので、図９におけるＴｉ2ＮｉのＰＣＴ曲
線は、６Ｎ−ＫＯＨ水溶液中で正極にニッケル水酸化
物、負極にＴｉ2Ｎｉ合金を使用して電気化学的方法に
よって求めたものである。
【００３２】図９から判る様に、本発明の水素吸蔵合金
は、Ｔｉ2Ｎｉと比べると、水素解離圧が２〜３桁上昇
し、プラトーの傾きについては、Ｔｉ2Ｎｉと比べる
と、フラットであり、特に、室温付近の温度にて優れた
水素吸蔵放出特性を有することが確認できた。
は、Ｔｉ2Ｎｉと比べると、水素解離圧が２〜３桁上昇
し、プラトーの傾きについては、Ｔｉ2Ｎｉと比べる
と、フラットであり、特に、室温付近の温度にて優れた
水素吸蔵放出特性を有することが確認できた。
【図１】本発明の水素吸蔵合金の結晶構造を示す模式
図。
図。
【図２】Ｔｉ2ＮｉのＰＣＴ特性を示すグラフ。
【図３】置換型合金のＰＣＴ特性を模式的に示すグラ
フ。
フ。
【図４】本発明の水素吸蔵合金及びＴｉ2Ｎｉについて
の粉末Ｘ線回折結果を示す図面。
の粉末Ｘ線回折結果を示す図面。
【図５】ＴｉＮｉのＰＣＴ特性を示すグラフ。
【図６】Ｔｉ4Ｎｉ2ＯのＰＣＴ特性を示すグラフ。
【図７】Ｔｉ4Ｎｉ2ＮのＰＣＴ特性を示すグラフ。
【図８】Ｔｉ4Ｎｉ2ＣのＰＣＴ特性を示すグラフ。
【図９】Ｔｉ4Ｎｉ2Ｎ、Ｔｉ4Ｎｉ2Ｃ及びＴｉ2Ｎｉに
ついてのＰＣＴ特性を示すグラフ。
ついてのＰＣＴ特性を示すグラフ。
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(72)発明者 清林 哲
大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 工業
技術院大阪工業技術研究所内
(72)発明者 竹市 信彦
大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 工業
技術院大阪工業技術研究所内
(56)参考文献 特開 平９−274912（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−221961（ＪＰ，Ａ)
国際公開95／017531（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 14/00
C01B 3/00
C01B 31/30
C01G 53/00
F17C 11/00
Claims (4)
- 【請求項１】一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃ （式中、ＸはＮ及びＣから選ばれた少なくとも一種の元
素であり、３．９≦ａ≦４．１；１．９≦ｂ≦２．１；
０＜ｃ≦１である）で表される立方晶のＥ９3型構造の
相を含む水素吸蔵合金。 - 【請求項２】一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃ （式中、ＸはＮ及びＣから選ばれた少なくとも一種の元
素であり、３．９≦ａ≦４．１；１．９≦ｂ≦２．１；
０＜ｃ≦１である）で表される立方晶のＥ９3型構造の
相を５０体積％以上含む水素吸蔵合金。 - 【請求項３】一般式：ＴｉａＮｉｂＸｃにおいて、０．
３≦ｃ≦１である請求項１又は２に記載の水素吸蔵合
金。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の水素吸蔵
合金からなる水素貯蔵タンク用水素貯蔵媒体。
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|---|---|---|---|
| JP2000325778A JP3451320B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 水素吸蔵合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325778A JP3451320B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 水素吸蔵合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002129264A JP2002129264A (ja) | 2002-05-09 |
| JP3451320B2 true JP3451320B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=18803083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000325778A Expired - Lifetime JP3451320B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 水素吸蔵合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451320B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107245606B (zh) * | 2017-05-26 | 2018-09-25 | 西安赛特思迈钛业有限公司 | 一种钛镍合金大型铸锭的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60221961A (ja) * | 1984-04-18 | 1985-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
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-
2000
- 2000-10-25 JP JP2000325778A patent/JP3451320B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2002129264A (ja) | 2002-05-09 |
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| JPS6141975B2 (ja) |
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