金属水素化物ヒ-トポンプ材用バナジウム基因溶合金の開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650523
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 坂本 芳一 長崎大学, 工学部, 教授 (50026019)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 香川 明男 長崎大学, 工学部, 助教授 (00093401)
• Keywords: 水素 / 金属水素化物ヒ-トポンプ / バナジウム基固容合金 / 水素化物生成・解離

Research Abstract

V_<1ーx>Tix(x=0.05,0.1,0.15,0.2)合金の水素吸蔵・解離挙動(pーcーT曲線)を温度0〜130℃の所定温度でジ-ベルト法によって検討した。その結果は次のように要約できる。
1)いずれの組成のVーTi合金も最大水素吸蔵量はH/M=1.85〜1.95であり,(β+γ)相域の有効水素量は約0.9で,水素貯蔵材としても有用であることがわかった。同一温度での(β+γ)共存域の水素圧はTi濃度と共に減少し,その対数値は含金の格子定数の増大と共にほぼ直線的に減少する。
2)γ水素化物生成・解離の標準エンタルピ-変化,ΔH^°plat,及びエントロピ-変化,ΔS^°platを検討した結果,ΔH^°plat値の絶対値はTi濃度と共にほぼ直線的に増大し,その外押値は純Tiのそれに近似する。x=0.2の合金の生成熱は従来のLaNi_5合金の約2倍大きく,ヒ-トポンプ材として優れていることがわかった。一方,ΔS^°plat値の絶対値もTi濃度と共に僅かであるが増加する。x=0.2の合金のΔS^°plat値はLaNi_5合金のそれよりも約30%大きい。
3)ヒステリシス・ファクタ-およびプラト-圧の傾きもTi濃度と共に増大する。とくに前者はLaNi_5合金のそれに比して大きく,実用化に際してはマイナスの要因となる。従って第3添加元素により,ヒステリシスの改善を行なう必要がある。
4)水素吸蔵・脱蔵の繰返えしによる耐微粉化性について評価した。その結果,従来のLaNi_5合金に比してVーTi合金は300回サイクル後においても微粉化の進行は少なく,かつpーcーT曲線の形状にも大きな変化は見られなかった。これはVーTi合金は水素吸蔵時に比較的大きい弾性変形能を有しているためと考えられる。
5)VーTi固定合金は水素吸蔵に対して活性化処理も容易であることがわかった。さらに吸蔵・脱臓速度も大きく,Ti濃度の増加と共に増大することがわかった。

Research Products

• [Publications] Y.Sakamoto,K.Kajihara,Y.Fukusaki and T.B.Flanagan: "Hydrogen Solubility in PalladiumーYttrium Alloys" Z.Phys.Chem.Neue Folge. 159. 61-74 (1988)
• [Publications] K.Baba,Y.Niki,Y.Sakamoto,A.P.Craft and T.B.Flanagan: "The Transition of the HydrogenーInduced Ll_2 Ordered Structure of Pd_3Mn to the Ag_3Mg Structure" J.Materials Science,Letters. 7. 1160-1162 (1988)
• [Publications] Y.Sakamoto,T.Matsuo,H.Sakai and T.B.Flanagan: "Absorption of Hydrogen by PalladiumーNickel Alloys" Z.Phys.Chem.Neue Folge. 162. 83-96 (1989)
• [Publications] Y.Sakamoto,K.Kajihara,E.Ono,K.Baba and T.B.Flanagan: "Hydrogen Solubility in PalladiumーVanadium Alloys" Z.Phys.Chem.Neue Folge. 165. 67-81 (1989)
• [Publications] K.Takao,Y.Sakamoto,M.Yoshida and T.B.Flanagan: "OrderーDisorder Transitions of Pd_7Dy(Y) Phase in PdーDy(Y) Alloys" J.LessーCommon Metals. 152. 115-125 (1989)
• [Publications] Y.Sakamoto,K.Takao,S.Takeda and S.Takeda: "Evidence for an Ordered Pd_7Sm Phase in PdーSm Alloys" J.LessーCommon Metals. 152. 127-138 (1989)
• [Publications] F.L.Chen,M.Furukawa and Y.Sakamoto: "XーRay Investigations of the α/β Miscibility Gaps in Hydrogenated PalladiumーRare Earth Alloys" J.LessーCommon Metals. 155. 173-184 (1989)
• [Publications] K.Takao,K.L.Zhao and Y.Sakamoto: "Observations of an Ordered Pd_7Eu Phase in PdーEu Alloys" J.Materials Science. 25. 1255-1260 (1990)
• [Publications] K.Baba,U.Miyagawa,K.Watanabe,Y.Sakamoto and T.B.Flanagan: "Electrical Resistivity Change due to Interstitial Hydrogen in PalladiumーRich Substitutional Alloys." J.Materials Science. 25. 3910-3916 (1990)
• [Publications] Y.Sakamoto,K.Kajihara,T.Kikumura and T.B.Flanagan: "Absorption of Hydrogen by PdーNb(Ta) Solid Solution Alloys." J.Chem.Soc.Faraday Trans.86. 377-385 (1990)
• [Publications] Y.Sakamoto,F.L.Chen,M.Furukawa and K.Mine: "XーRay Studies of the Absorption of Hydrogen by Pd rich Pdー(Tb,Tm,Lu)Alloys" J.LessーCommon Metals. 159. 191-198 (1990)
• [Publications] Y.Sakamoto,F.L.Chen,M.Furukawa and T.B.Flanagan: "Thermodynamic Behaviour of Hydrogen in PalladiumーGadolinium Solid Solution Alloys" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.94. 190-198 (1990)
• [Publications] Y.Sakamoto,F.L.Chen,M.Furukawa and K.Mine: "The (α+β) Hydrogen Miscibility Gaps in Hydrogenated Palladium Rich PdーY(Gd)ーAg Ternary Alloys" J.LessーCommon Metals. 166. 45-56 (1990)
• [Publications] 坂本 芳一,香川 明男: "金属水素化物ヒ-トポンプ材用バナジウム系固溶合金" 省エネルギ-. 41. 9-12 (1989)
• [Publications] K.Baba,Y Niki,Y.Sakamoto and T.B.Flanagan: "HydrogenーInduced Ordering in PalladiumーRich PdーMn Alloys" J.LessーCommon Metals. (1991)
• [Publications] F.L.Chen,M.Furukawa and Y.Sakamoto: "Hydrogen Solubility in PalladiumーYtterbium Solid Solution Alloys" J.LessーCommon Metals. (1991)
• [Publications] A.Kagawa,E.Ono,T.Kusakabe and Y.Sakamoto: "Absorption of Hydrogen by VanadiumーRich VーTi Based Alloys" J.LessーCommon Metals. (1991)
• [Publications] Y.Sakamoto,U.Miyagawa,E.Hamamoto,F.L.Chen,T.B.Flanagan and RーA.McNicholl: "Thermodynamic Studies of the Absorption of Hydrogen by PdーTi(Zr) Solid Solution Alloys" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.(1991)
• [Publications] 坂本 芳一 香川 明男: "'90日本冷凍空調手鑑(分担執筆)" 日本冷凍冷房新聞社, 2 (1990)