水素吸蔵合金の劣化の原因解明と高寿命化の合金設計および組織制御

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450253
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 青木 清 北見工業大学, 工学部, 教授 (70124542)
• Keywords: 水素吸蔵合金 / 金属間化合物 / 合金設計 / 組織制御 / PCT曲線 / ジーベルツ装置 / 最大水素吸蔵量 / ハフニウム

Research Abstract

最近,水素吸蔵合金を負極材料として用いたニッケル水素電池が実用化され、水素吸蔵合金の重要性が高まっている。水素吸蔵合金の使用寿命を長くすることが重要な課題であるが、寿命を支配する因子は目下のところ不明である。本研究は水素吸蔵合金の劣化の原因を解明し、高寿命化を図ることを目的として,昨年度に引き続き合金設計と組織制御の立場から,Hf基金属間化合物の水素吸蔵特性を測定・評価した。結晶構造の観点から水素吸蔵が予想されるHfM_2,HfMおよびHf_2Mに着目し、アーク溶解により合金を作製し、ついで高圧DSCを用いて熱分析を行い,水素吸蔵の概略を把握した。その後、PCT測定装置により水素吸蔵特性を評価した。また、XRDにより,水素吸蔵前後の構造を同定した。HfNiとHfCoは水素吸蔵により金属水素化物が生成する。HfNiとHfCoの最大水素吸蔵量はそれぞれ,約1.6(H/M)と約1.5(H/M)と他の化合物に比べて多く,1.5wt%である。これに対してNiHf_2,CoHr_2,FeHf_2、Cr_2Hf、PdHfおよびPdHf_2は固溶体を形成して水素を吸蔵した。100回の水素吸蔵・放出サイクル後,走査電顕(SEM)により試料の形態を観察した。その結果、水素化物を形成するHfNiやHfCoは、固溶体を形成するNiHf_2やPdHf_2などに比べて著しく微粉化することが明らかになった。従って固溶状態で水素を吸蔵することが寿命を長くする因子の一つと結論できる。

Research Products

• [Publications] X.G.Li and K.Aoki: "Formation of Amorphous Phase of R_3In and R_2In Intermetallic Compounds by Hydrogenation" Mater.Sci.Eng.A241. 294-298 (1998)
• [Publications] K.Mori and K.Aoki: "Magnetic Properties of Crystalline and Amorphous GdFe_2H_x Alloys Prepared by Hydrogenation" J.Alloys and Compouds. 276. 35-41 (1998)
• [Publications] X.G.Li and K.Aoki: "Changes in Magnetic Properties of C15 Laves Compound RCo_2 due to Hydrogenation" Intermetallics. 7. 207-211 (1998)
• [Publications] E.Shimizu and K.Aoki: "Hydrogen absorption properties of amorphous and crystalline alloys in the preudobinary ZrCo-TiNi system" J.Alloys and compounds. (in press). (1999)
• [Publications] D.Mukai and K.Aoki: "Hydrogen absorption and desorption properties of Hf-based intermetallic compounds" J.Alloys and compounds. (in press). (1999)