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公開番号2024150766
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-23
出願番号2024129069,2020036192
出願日2024-08-05,2020-03-03
発明の名称水素吸蔵放出方法
出願人清水建設株式会社,国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人個人,個人,個人
主分類C22C 30/00 20060101AFI20241016BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】水素圧が0.1MPa(abs)以上1.1MPa(abs)以下の圧力範囲内にて、有効水素貯蔵量を高めることができる水素吸蔵合金並びにそれを用いた水素吸蔵方法および水素放出方法を提供する。
【解決手段】温度40℃以下、水素圧1.1MPa(abs)以下で水素吸蔵し、かつ温度50℃以上、水素圧0.1MPa(abs)以上1.1MPa(abs)以下で水素放出する水素吸蔵合金であって、一般式TiFe_xMn_yNb_z(0.761≦x≦0.837、0.101≦y≦0.205、0.008≦z≦0.091)で表される組成を有する水素吸蔵合金。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
温度４０℃以下、水素圧１.１ＭＰａ（ａｂｓ）以下で水素吸蔵し、かつ温度５０℃以上、水素圧０．１ＭＰａ（ａｂｓ）以上１.１ＭＰａ（ａｂｓ）以下で水素放出する水素吸蔵合金であって、
一般式ＴｉＦｅ
ｘ
Ｍｎ
ｙ
Ｎｂ
ｚ
（０．７６１≦ｘ≦０．８３７、０．１０１≦ｙ≦０．２０５、０．００８≦ｚ≦０．０９１）で表される組成を有することを特徴とする水素吸蔵合金。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記一般式ＴｉＦｅ
ｘ
Ｍｎ
ｙ
Ｎｂ
ｚ
において、０．７７９≦ｘ≦０．８２８、０．１５９≦ｙ≦０．２０５、０．００８≦ｚ≦０．０３７であることを特徴とする請求項１に記載の水素吸蔵合金。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水素吸蔵合金を用いて、温度４０℃以下、水素圧１.１ＭＰａ（ａｂｓ）以下で水素吸蔵することを特徴とする水素吸蔵方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の水素吸蔵合金を用いて、温度５０℃以上、水素圧０．１ＭＰａ（ａｂｓ）以上１.１ＭＰａ（ａｂｓ）以下で水素放出することを特徴とする水素放出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素吸蔵合金並びにそれを用いた水素吸蔵方法および水素放出方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素削減のため水素を活用する場合、液体水素・高圧ガス等、様々な形態で水素を貯蔵することが考えられる。水素を貯蔵する手段の１つとしては、水素を取り込み、液体水素以上の体積密度で水素を貯めることが可能な水素吸蔵合金が挙げられる。水素吸蔵合金を利用して水素を安全に貯蔵する方法は、以前より考えられ、様々な場所で採用されてきた。水素吸蔵合金としては、例えば、チタン－鉄－バナジウム水素吸蔵三元合金が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、特許文献２および特許文献３には、示性式Ｔｉ
１＋ｋ
Ｆｅ
１－ｌ
Ｍｎ
ｌ
Ａ
ｍ
（但し、０≦ｋ≦０．３、０＜ｌ≦０．３、０＜ｍ≦０．１、Ａはニオブ、希土類元素の少なくとも１種からなる元素である。）で表されるチタン系水素吸蔵合金が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－４３９４５号公報
特開昭６１－２５０１３６号公報
特開昭６２－２７３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の水素吸蔵三元合金は、水素圧が０．１ＭＰａ（ａｂｓ）以上１．１ＭＰａ（ａｂｓ）以下の圧力範囲内にて、水素を出し入れできる有効水素貯蔵量が十分ではなく、より有効水素貯蔵量が高い水素吸蔵合金が望まれていた。なお、ａｂｓとは絶対圧のことである。また、特許文献２には、実施例として、Ｔｉ
１．１
Ｆｅ
０．８
Ｍｎ
０．２
Ｎｂ
０．０５
とＴｉＦｅ
０．８
Ｍｎ
０．２
Ｎｂ
０．０５
とが記載されているものの、ＦｅとＭｎとＮｂを合わせてほぼ１モルとなる実施例が開示されていなかった。また、特許文献３には、実施例として、Ｎｂを含む水素吸蔵合金が開示されていなかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、水素圧が０．１ＭＰａ（ａｂｓ）以上１．１ＭＰａ（ａｂｓ）以下の圧力範囲内にて、有効水素貯蔵量を高めることができる水素吸蔵合金並びにそれを用いた水素吸蔵方法および水素放出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る水素吸蔵合金は、温度４０℃以下、水素圧１.１ＭＰａ（ａｂｓ）以下で水素吸蔵し、かつ温度５０℃以上、水素圧０．１ＭＰａ（ａｂｓ）以上１.１ＭＰａ（ａｂｓ）以下で水素放出する水素吸蔵合金であって、一般式ＴｉＦｅ
ｘ
Ｍｎ
ｙ
Ｎｂ
ｚ
（０．７６１≦ｘ≦０．８３７、０．１０１≦ｙ≦０．２０５、０．００８≦ｚ≦０．０９１）で表される組成を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る水素吸蔵合金によれば、ごく微量のＮｂを含有することによって、夏季以外および夏季において、水素圧が０．１ＭＰａ（ａｂｓ）以上１．１ＭＰａ（ａｂｓ）以下の圧力範囲内にて、Ｎｂを含有しない水素吸蔵合金よりも、有効水素貯蔵量を向上することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水素圧が０．１ＭＰａ（ａｂｓ）以上１．１ＭＰａ（ａｂｓ）以下の圧力範囲内にて、有効水素貯蔵量を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例１の水素吸蔵合金のＰＣＴ特性（水素吸蔵および放出特性）を示す図である。
実施例２の水素吸蔵合金のＰＣＴ特性（水素吸蔵および放出特性）を示す図である。
実施例３の水素吸蔵合金のＰＣＴ特性（水素吸蔵および放出特性）を示す図である。
実施例４の水素吸蔵合金のＰＣＴ特性（水素吸蔵および放出特性）を示す図である。
実施例５の水素吸蔵合金のＰＣＴ特性（水素吸蔵および放出特性）を示す図である。
実施例６の水素吸蔵合金のＰＣＴ特性（水素吸蔵および放出特性）を示す図である。
比較例の水素吸蔵合金のＰＣＴ特性（水素吸蔵および放出特性）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態による水素吸蔵合金並びにそれを用いた水素吸蔵方法および水素放出方法について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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