(57)【要約】【課題】ＡｌＨ３を脱水素化することなく水素放出特性を改善する。【解決手段】ＡｌＨ３に脱水素化を抑制する固体材料（好適には水素化物、さらに好適には１価または２価の水素化物）を添加してメカニカルミリングを行うことにより、熱力学的に不安定なＡｌＨ３の脱水素化を抑制しながら新生面を生成させる。１価水素化物としてＬｉＨ、ＮａＨおよびＫＨが例示され、２価水素化物としてＭｇＨ２、ＣａＨ２、ＳｒＨ２およびＢａＨ２が例示される。前記メカニカルミリングは、不活性ガスまたは還元性ガスもしくはこれらの混合ガスからなる雰囲気中で行うのが好ましい。雰囲気ガスとしてはＡｒ、Ｎ２、Ｈｅ、Ｈ２が例示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌＨ３に脱水素化を抑制する固体材料を添加してメカニカルミリングを行うことにより、熱力学的に不安定なＡｌＨ３の脱水素化を抑制しながら新生面を生成させることを特徴とする水素貯蔵材料の表面改質方法。
【請求項２】
前記固体材料が１価水素化物および２価水素化物の一方または両方であることを特徴とする請求項１記載の水素貯蔵材料の表面改質方法。
【請求項３】
前記１価水素化物がＬｉＨ、ＮａＨおよびＫＨの１種または２種以上からなることを特徴とする請求項２記載の水素貯蔵材料の表面改質方法。
【請求項４】
前記２価水素化物がＭｇＨ２、ＣａＨ２、ＳｒＨ２およびＢａＨ２の１種または２種以上からなることを特徴とする請求項２または３に記載の水素貯蔵材料の表面改質方法。
【請求項５】
前記メカニカルミリングを不活性ガスまたは還元性ガスもしくはこれらの混合ガスからなる雰囲気ガス中で行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水素貯蔵材料の表面改質方法。
【請求項６】
前記雰囲気ガスがＡｒ、Ｎ２、ＨｅおよびＨ２の１種または２種以上からなることを特徴とする請求項５記載の水素貯蔵材料の表面改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水素貯蔵材料であるＡｌＨ３の特性改善方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム水素化物（ＡｌＨ３）は高密度水素貯蔵材料の候補材として注目されているが、水素放出温度が高い、水素放出速度が遅いなどの課題が残されている。その原因として、ＡｌＨ３の表面が酸化被膜で覆われているためと考えられている。水素貯蔵材料の水素吸蔵、放出特性の改善方法としては、添加材料による表面改質、他元素との合金化、表面積の拡大、新生面の生成、組織微細化などが一般的に知られており、ＳａｎｄｒｏｃｋらはＡｌＨ３に、ＬｉＨを添加しボールミリングを行うことで、ＡｌＨ３の水素放出特性の改善を図っている（特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００２５９０８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前記特許文献１を参考としてＡｌＨ３をメカニカルミリングすると、メカニカルミリング中にＡｌＨ３が水素を放出することが分かった。これは、エネルギー的に不安定なＡｌＨ３がメカニカルミリングにより大きなエネルギーが与えられたため、水素を放出したと推察される。このように、メカニカルミリングなどの機械的粉砕方法はＡｌＨ３の水素放出温度低下に有効である一方、メカニカルミリング中の水素放出を生じることが問題となる。メカニカルミリングによる水素放出特性の改善の効果が得られ、かつメカニカルミリング中の水素放出量が少なくなるメカニカルミリングの条件を見出すことができればよいが、機械的粉砕方法のパラメーターは多く、最適な条件を探すことは一般に困難である。
【０００４】
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、メカニカルミリング中のＡｌＨ３からの水素放出の抑制または水素放出温度の低下が可能な特性改善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】
【０００５】
すなわち、本発明の水素貯蔵材料の表面改質方法のうち、第１の本発明は、ＡｌＨ３に脱水素化を抑制する固体材料を添加してメカニカルミリングを行うことにより、熱力学的に不安定なＡｌＨ３の脱水素化を抑制しながら新生面を生成させることを特徴とする。
【０００６】
上記固体材料としては、水素化物が好適に用いられ、特に１価水素化物または２価水素化物が好適に用いられ、これらの一方または両方を用いることができる。
前記１価水素化物としては、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨが例示され、これらの１種または２種以上を用いることができる。
また、前記２価水素化物としては、ＭｇＨ２、ＣａＨ２、ＳｒＨ２、ＢａＨ２が例示され、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【０００７】
また、前記メカニカルミリングは不活性ガスまたは還元性ガスもしくはこれらの混合ガスからなる雰囲気ガス中で行うのが好ましい。これにより水素放出量の低減をより確実にすることができる。雰囲気ガスとしてはＡｒ、Ｎ２、Ｈｅ、Ｈ２が例示され、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したようにすなわち、本発明の水素貯蔵材料の表面改質方法によれば、ＡｌＨ３に脱水素化を抑制する固体材料を添加してメカニカルミリングを行うことにより、熱力学的に不安定なＡｌＨ３の脱水素化を抑制しながら新生面を生成させるので、メカニカルミリング中のＡｌＨ３からの水素放出を抑制したり水素放出温度を低下させたりすることが可能になる効果があり、特に不活性ガスまたは還元性ガスもしくはこれらの混合ガスからなる雰囲気ガス（さらに、特には水素ガス）中でメカニカルミリングを行うことで上記作用をより効果的にすることができる。。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施形態を説明する。
本発明で改質対象となる水素貯蔵材料は、ＡｌＨ３である。該水素貯蔵材料の製造方法は特に限定されるものではなく、適宜の方法により製造したものを改質の対象にすることができる。該水素貯蔵材料は、通常は、メカニカルミリングに備えて適宜大きさの粒状にされる。この粒状の大きさも本発明としては特定範囲に限定されるものではない。
【００１０】
上記水素貯蔵材料は、メカニカルミリングによって水素貯蔵材料に生成される新生面を修飾することができる固体材料を添加してメカニカルミリングがなされる。
該固体材料としては、水素化物が好適に用いられ、特に１価水素化物または２価水素化物の一方または両方を好適に用いることができる。１価水素化物としては、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨが例示され、２価水素化物としては、ＭｇＨ２、ＣａＨ２、ＳｒＨ２、ＢａＨ２が例示される。
【００１１】
また、上記メカニカルミリングでは、雰囲気を不活性ガスまたは還元性ガス下として行うのが好ましい。上記ガスとしては、Ａｒ、Ｎ２、Ｈｅ、Ｈ２を挙げることができる。
【００１２】
なお、メカニカルミリングは、水素貯蔵材料に機械的加工力を加えて新生面を生成されることができるものであればよく、本発明としては特定のものに限定されない。好適にはボールミリングを挙げることができる。また、ボールミリングの詳細も本発明としては特に限定されるものではない。メカニカルミリングは、水素貯蔵材料の改質を行うことができる。
上記改質方法により、水素貯蔵材料の水素の放出を極力抑えながら、水素放出温度を下げて水素放出特性を改善することができる。
【実施例１】
【００１３】
以下に、本発明の実施例を説明する。
この実施例ではメカニカルミリングとしてボールミリングを用いてＡｌＨ３の表面改質を行った。
メカニカルミリングに際し、雰囲気を１ＭＰａの水素ガス雰囲気として、何も添加しないＡｌＨ３、ＡｌＨ３にＬｉＨ、ＮａＨ、ＭｇＨ２またはＣａＨ２それぞれを１０ｍｏｌ％添加したものについて、それぞれ１時間のメカニカルミリングを行った。
【００１４】
図１に、各供試材について、合成後のＡｌＨ３の水素放出温度との差およびそれぞれの条件でのＡｌＨ３からの水素放出量を示す。
合成後のＡｌＨ３と比較して、何も添加しないでメカニカルミリングしたものは、３５℃程度の水素放出温度の低下と６ｍａｓｓ％の水素放出量を示した。一方、ＬｉＨやＮａＨの１価水素化物を添加してメカニカルミリングしたものは、４０〜５０℃程度の水素放出温度の低下と６〜８ｍａｓｓ％の水素放出量を示した。さらにＭｇＨ２やＣａＨ２の２価水素化物を添加してメカニカルミリングしたものは、２０〜３５℃程度の水素放出温度の低下と９ｍａｓｓ％以上の水素放出量を示した。
【００１５】
上記結果から、ＬｉＨおよびＮａＨの添加、即ち一価の水素化物の添加は水素放出温度の低下に効果が大きく、ＭｇＨ２、ＣａＨ２の添加、即ち二価の水素化物の添加はメカニカルミリング中のＡｌＨ３からの水素放出抑制効果が大きいことがわかる。そして、両方を添加した場合は相乗的にメカニカルミリング中の水素放出を抑制しつつ、水素放出温度を下げ得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例における、合成後のＡｌＨ３の水素放出温度との差およびそれぞれの条件でのＡｌＨ３からの水素放出量を示すグラフである。
【図１】
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