(57)【要約】【課題】水素を安価に提供可能な水素貯蔵体、及びそれを用いた水素の製造方法を提供する。【解決手段】水素貯蔵体は、水分解能を有する水素貯蔵体である。水素貯蔵体は、Ｌｉ２ＺｒＯ３を主成分として含有してなる本体部と、Ｆｅ及び／又はＣｕを含有し、本体部の表面を被覆する被覆層と、を備える。この水素貯蔵体を用いれば、Ｐｔ等の貴金属を用いていないから、水素の製造コストを抑えることができる。また、被覆層の主成分がＦｅである場合には、水素の製造効率が高くなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分解能を有する水素貯蔵体であって、
Ｌｉ２ＺｒＯ３を主成分として含有してなる本体部と、
Ｆｅ及び／又はＣｕを含有し、前記本体部の表面を被覆する被覆層と、を備えることを特徴とする水素貯蔵体。
【請求項２】
前記被覆層は、主成分としてＦｅを含有することを特徴とする請求項１に記載の水素貯蔵体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の前記水素貯蔵体に水を吸収させる水吸収工程と、
前記水吸収工程の後の前記水素貯蔵体を加熱する加熱工程と、を備え、
前記加熱工程により、前記水素貯蔵体から水素が放出されることを特徴とする水素の製造方法。
【請求項４】
前記水吸収工程と、前記加熱工程とを複数回繰り返すことを特徴とする請求項３に記載の水素の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水素貯蔵体、及び水素の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の燃料等として、水素（水素ガス）が用いられている。近年、これらの用途等において水素を効率的に製造するための部材の開発が求められている。
例えば、特許文献１には、Ｌｉ２ＺｒＯ３等からなる水素貯蔵層にＰｔ等の貴金属からなる水素吸収層をコーティングした水素吸蔵複合材料が開示されている。この水素吸蔵複合材料によれば、水素吸収層が大気中の水を分解して水素を吸収し、その吸収した水素を水素貯蔵層に貯蔵することができる。そして、加熱することにより、水素貯蔵層に貯蔵された水素を放出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９４３９３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、この文献に記載の技術では、Ｐｔ等の貴金属を使用するため、水素の製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、水素を安価に提供可能な水素貯蔵体、及びそれを用いた水素の製造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】
本発明者らは、上記従来技術を鑑み、鋭意研究を重ねた結果、特定金属の被覆層を備える焼結体を水素貯蔵体として利用する着想に到達した。
そして、この新規な水素貯蔵体では、水素貯蔵体によって水が分解されるとともに、水の分解によって生じた水素（Ｈ）が水素貯蔵体内に貯蔵されるという事実を見いだした。この成果に基づいて、次の発明を提供する。
【０００７】
〔１〕水分解能を有する水素貯蔵体であって、
Ｌｉ２ＺｒＯ３を主成分として含有してなる本体部と、
Ｆｅ及び／又はＣｕを含有し、前記本体部の表面を被覆する被覆層と、を備えることを特徴とする水素貯蔵体。
【０００８】
〔２〕前記被覆層は、主成分としてＦｅを含有することを特徴とする〔１〕に記載の水素貯蔵体。
【０００９】
〔３〕〔１〕又は〔２〕に記載の前記水素貯蔵体に水を吸収させる水吸収工程と、
前記水吸収工程の後の前記水素貯蔵体を加熱する加熱工程と、を備え、
前記加熱工程により、前記水素貯蔵体から水素が放出されることを特徴とする水素の製造方法。
【００１０】
〔４〕前記水吸収工程と、前記加熱工程とを複数回繰り返すことを特徴とする〔３〕に記載の水素の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る水素貯蔵体を用いれば、Ｐｔ等の貴金属を用いていないから、水素の製造コストを抑えることができる。
被覆層の主成分がＦｅである場合には、水素の製造効率が高くなる。
本発明に係る水素の製造方法によれば、Ｐｔ等の貴金属を用いていないから、コストを抑えて、水素を製造することができる。
また、被覆層が水と本体部のＬｉ２ＺｒＯ３との反応を防ぐため、水素の製造方法において、水吸収工程と、加熱工程とを複数回繰り返すことができ、水素貯蔵体を再生利用できるのでコスト的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】常温水分解による水素の吸収、蓄積、放出におけるメカニズムのモデル図である。
【図２】図２の左図には、作製したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の寸法を示す。図２の右図には、作製したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の外観写真を示す。試料は、厚さ１０ｎｍのＦｅ薄膜で全表面被覆されている。試料は、直径８ｍｍ、厚さ１ｍｍの円盤状である。
【図３】左図（（ａ）、（ｃ））には、Ｌｉ２ＺｒＯ３の焼結体の外面のＦＥ−ＳＥＭ像を示す。右図（（ｂ）、（ｄ））には、Ｆｅで被覆したＬｉ２ＺｒＯ３の焼結体の外面のＦＥ−ＳＥＭ像を示す。
【図４】３５０℃で真空加熱したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を約２ｍｌの水（Ｈ２ＯあるいはＤ２Ｏ）に浸したときの説明図である。
【図５】室温における空気暴露時間に対するＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の重量変化と、図４に示す状態で水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の重量変化とを比較したグラフである。
【図６】タンデム加速器からのイオンビームを用いた水素濃度分析(反跳粒子検出法)の測定原理を示す図である。
【図７】３５０℃で真空加熱した後、水（Ｄ２Ｏ）を吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における水素濃度分析（反跳粒子検出法）スペクトルである。
【図８】水を吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を加熱したときに放出されたガス種、及びガス放出温度を昇温脱離ガス分析およびガスクロマトグラフィーを用いて測定するための装置図である。
【図９】室温で空気暴露されたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルである。
【図１０】室温で空気暴露されたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルである。
【図１１】水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルである。
【図１２】加熱してガスを放出後、再び水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルである。
【図１３】水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルである。
【図１４】加熱してガスを放出後、再び水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルである。
【図１５】水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＣｕ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルである。
【図１６】水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＣｕ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルである。
【図１７】水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＡｌ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルである。
【図１８】水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＡｌ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳しく説明する。なお、本明細書において、数値範囲について「〜」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「１０〜２０」という記載では、下限値である「１０」、上限値である「２０」のいずれも含むものとする。すなわち、「１０〜２０」は、「１０以上２０以下」と同じ意味である。
【００１４】
１．水素貯蔵体
本発明の水素貯蔵体は、水分解能を有する水素貯蔵体である。水素貯蔵体は、Ｌｉ２ＺｒＯ３を主成分として含有してなる本体部と、Ｆｅ及び／又はＣｕを含有し、本体部の表面を被覆する被覆層と、を備える。
【００１５】
（１）本体部
本体部は、Ｌｉ２ＺｒＯ３を主成分として含有してなる。本体部は、焼結体である。本体部における主成分の含有量は、特に限定されない。主成分の含有量は、本体部全体（焼結体全体）に対して９５質量％以上であることが好ましく、９８質量％以上であることがより好ましく、９９質量％以上であることがさらに好ましい。
【００１６】
（２）被覆層
被覆層は、Ｆｅ及び／又はＣｕを含有し、本体部の表面を被覆する。
被覆層がＦｅを含有する場合には、その含有量は特に限定されない。被覆層は、水素の製造効率を高めるとの観点から、Ｆｅを、好ましくは９０質量％以上１００質量％以下、より好ましくは９５質量％以上１００質量％以下、更に好ましくは９８質量％以上１００質量％以下、含有することが好ましい。
被覆層がＣｕを含有する場合には、その含有量は特に限定されない。被覆層は、水素の製造効率を高めるとの観点から、Ｃｕを、好ましくは９０質量％以上１００質量％以下、より好ましくは９５質量％以上１００質量％以下、更に好ましくは９８質量％以上１００質量％以下、含有することが好ましい。
被覆層は、Ｆｅ及びＣｕを共に含有していてもよい。この場合において、ＦｅとＣｕの含有割合は特に限定されない。
被覆層は、水素の製造効率が極めて高いという観点から、主成分としてＦｅを含有することが特に好ましい。
被覆層の厚みは、特に限定されない。水素の製造効率を高めるとの観点から、好ましくは２ｎｍ〜２０ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍであり、更に好ましくは８ｎｍ〜１２ｎｍである。
【００１７】
被覆層が本体部の表面を被覆する割合は、特に限定されない。表面を被覆する割合は、本体部の形状を保つという観点から、好ましくは９０％以上であり、より好ましくは９５％以上であり、更に好ましくは９８％以上である。特に、被覆層が本体部の全表面を被覆していることが好ましい。
【００１８】
２．水素貯蔵体の製造方法
本発明の水素貯蔵体の製造方法は、特に限定されない。例えば、以下の製造方法を好適に採用することができる。
（１）本体部の製造
本体部（焼結体）は、例えば電気炉を用いて、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粉末等の原料を、例えば１１００℃以上の高温および空気雰囲気において焼結することによって、製造することができる。
（２）被覆層の形成
被膜層は、例えば、マグネトロンスパッタリング装置を用いて、数１００ｅＶ以下のアルゴンイオンで本体部（焼結体）の表面を照射して清浄化および活性化処理を行った後、本体部の全表面に薄膜を蒸着することで形成できる。
【００１９】
３．水素の製造方法
本発明の水素の製造方法には、上述の水素貯蔵体を用いる。
本発明の水素の製造方法は、水素貯蔵体に水を吸収させる水吸収工程と、水吸収工程の後の前記水素貯蔵体を加熱する加熱工程と、を備える。そして、加熱工程により、水素貯蔵体から水素が放出される。
【００２０】
（１）水吸収工程
水吸収工程では、水素貯蔵体に水を吸収させる。水の温度は特に限定されない。例えば、好ましくは０℃〜５５℃であり、より好ましくは１０℃〜４０℃であり、更に好ましくは２５℃〜３５℃である。このように水の温度は、比較的低いため、本発明の水素貯蔵体は利用分野が広く、実用性が高い。
水を吸収させる時間は、特に限定されない。水素の製造効率を高めるとの観点から、水を吸収させる時間は、好ましくは１０秒間〜２０分間であり、より好ましくは３０秒間〜１０分間であり、更に好ましくは１分間〜５分間である。このように吸収時間は、比較的短いため、本発明の水素貯蔵体は、実用性が高い。
水吸収工程において用いる水素貯蔵体は、水素の製造効率を高めるとの観点から、予め真空加熱したものを使用することが好ましい。真空加熱における加熱温度は、特に限定されない。水素の製造効率を高めるとの観点から、加熱温度は、好ましくは１００℃〜６００℃であり、より好ましくは２００℃〜５００℃であり、更に好ましくは３００℃〜４００℃である。
真空加熱における真空は、標準大気圧より圧力が低い状態であれば特に限定されない。ＪＩＳによって圧力の段階ごとに区分されている以下のいずれの真空であってもよい。
低真空    圧力  １００ｋＰａ〜１００Ｐａ
中真空    圧力  １００Ｐａ〜０．１Ｐａ
高真空    圧力  ０．１Ｐａ〜１０μＰａ
超高真空  圧力  １０μＰａ以下
【００２１】
（２）加熱工程
加熱工程は、水吸収工程の後の水素貯蔵体を加熱する工程である。この加熱工程により、水素貯蔵体から水素が放出される。加熱工程における加熱温度は、特に限定されない。水素の製造効率を高めるとの観点から、加熱温度は、好ましくは３０℃〜２００℃であり、より好ましくは５０℃〜１５０℃であり、更に好ましくは８０℃〜１２０℃である。このように加熱温度は、比較的低いため、本発明の水素の製造方法は実用性が高い。
【００２２】
また、水素の製造方法では、水吸収工程と、加熱工程とを複数回繰り返すことができる。このように、水吸収工程と、加熱工程とを複数回繰り返すことによって、水素貯蔵体を再生利用できるのでコスト的に有利である。
【００２３】
４．水素の生成機構
本発明の水素貯蔵体では、水素貯蔵体によって水が分解されるとともに、水の分解によって生じたＨが水素貯蔵体内に貯蔵される。そして、加熱によりＨとＨが結合し水素（Ｈ２）となって放出される。
本発明の水素貯蔵体の大きな特徴は、常温（０℃〜３０℃）での水分解、及び低温加熱（５０℃〜７０℃での加熱）による水素の放出が可能なことである。
ここで、常温水分解による水素の吸収および貯蔵の推定機構、低温加熱による水素の放出の推定機構の一例について、図１を参照しつつ説明する。この説明では、被覆層がＦｅを含有する例を示す。
図１では、次の事項が模式的に表されている。
〔１〕Ｈ２Ｏが、Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３の表面に形成されたＦｅ酸化物、Ｏ空孔、及びＬｉの格子間原子と、それぞれ反応して分解され、ＨおよびＯＨ（例えばＬｉＯＨ等）が形成される。
〔２〕Ｈはバルク内を拡散してＯ空孔に捕獲されるか、または、ＨはＬｉＯＨと再結合してＨ２Ｏが再形成される。
〔３〕加熱によってＯ空孔から脱離したＨがバルク内を拡散し、Ｈ同士の再結合によりＨ２が形成され、水素貯蔵体から放出される。
【００２４】
５．本実施形態の効果
本実施形態の水素貯蔵体は、Ｐｔ等の貴金属を用いていないから、水素の製造コストを抑えることができる。また、この水素貯蔵体は、常温での水分解、及び低温加熱による水素の放出が可能であり、取り扱いが容易であり、応用範囲が広い。
本実施形態の水素の製造方法によれば、Ｐｔ等の貴金属を用いていないから、コストを抑えて、水素を製造することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例により更に具体的に説明する。
１．水素貯蔵体の作製
電気炉を用いて、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粉末を１１００℃以上の高温にて、空気雰囲気で焼結することによって、密度約２．５３ｇ／ｃｍ３、直径８ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスク状のＬｉ２ＺｒＯ３試料を作製した。
次に、マグネトロンスパッタリング装置を用いて、数１００ｅＶ以下のアルゴンイオンをＬｉ２ＺｒＯ３試料表面に照射して清浄処理および活性化処理を行った後、試料の全面に厚さ約１０ｎｍの鉄、銅、又はアルミニウム薄膜を蒸着した。
以下、このように作製した水素貯蔵体を、「Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料」「Ｃｕ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料」「Ａｌ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料」と記載する。
【００２６】
２．Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の寸法、及び外観
図２の左図には、作製したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の寸法を示す。図２の右図には、作製したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の外観写真を示す。符号１はＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料、符号３はＬｉ２ＺｒＯ３、符号５はＦｅを示している。
【００２７】
３．ＦＥ−ＳＥＭによる観察
図３の左図（（ａ）、（ｃ））には、Ｌｉ２ＺｒＯ３の焼結体の外面のＦＥ−ＳＥＭ像を示す。
図３の右図（（ｂ）、（ｄ））には、Ｆｅで被覆したＬｉ２ＺｒＯ３の焼結体の外面のＦＥ−ＳＥＭ像を示す。
これらのＦＥ−ＳＥＭ像から、Ｆｅで被覆したＬｉ２ＺｒＯ３の焼結体では、Ｌｉ２ＺｒＯ３の焼結体を構成する粒子に対して、Ｆｅが被覆されていることが分かった。
【００２８】
４．水の吸収試験
３５０℃で真空加熱したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を、図４に示すように、約２ｍｌの水（Ｈ２ＯあるいはＤ２Ｏ）に室温（２０℃）で浸した。
一方、３５０℃で真空加熱したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を、室温で空気に暴露した。
図５は、室温における空気暴露時間（ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｔｉｍｅ）に対するＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の重量変化と、図４に示す状態での水（Ｈ２Ｏ）の吸収時間（ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｔｉｍｅ）に対するＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の重量変化とを比較したグラフである。なお、水の吸収時間は２分間とした。
この図５からＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料は、水を迅速に吸収することが分かる。
【００２９】
５．水素濃度分析(反跳粒子検出法)
Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料について、タンデム加速器からのイオンビームを用いた水素濃度分析を行った。この分析では、図６に示すように、試料の表面の水素（Ｈ、Ｄ）のみならず、表面から約４００ｎｍの深さまでの水素（Ｈ、Ｄ）も検出することができる。なお、図６では、Ｈのみを示しているが、Ｄの場合も同様である。
結果を図７に示す。３５０℃で真空加熱したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料の結果（「ａｆｔｅｒ  ａｎｎｅａｌｉｎｇ  ａｔ  ６２３Ｋ」と記載された部分の結果）を検討する。仮に、Ｈが表面のみに存在しているとすれば、横軸（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｎｕｍｂｅｒ）の特定値（約８００）のところのみにＨが検出される筈である。しかし、Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｎｕｍｂｅｒが約８００以下の部分に幅をもってＨが検出されているから、Ｈは表面のみならず、ある程度の深さをもって存在していることが確認された。
図７中、「５ｍｉｎ」と記載されている部分は、３５０℃で真空加熱したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料に、５分間、水（Ｄ２Ｏ）を吸収させたときの水素濃度分析スペクトルを示している。この場合においても、仮に、Ｄが表面のみに存在しているとすれば、横軸（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｎｕｍｂｅｒ）の特定値（約１２００）のところのみにＤが検出される筈である。しかし、Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｎｕｍｂｅｒが約１２００以下の部分に幅をもってＤが検出されているから、Ｄは表面のみならず、ある程度の深さをもって存在していることが確認された。
図７中、「４５６ｈｒｓ」と記載されている部分は、３５０℃で真空加熱したＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を、４５６時間、室温で空気に暴露したときの水素濃度分析スペクトルを示している。この場合においても、仮に、Ｈ、Ｄが表面のみに存在しているとすれば、横軸（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｎｕｍｂｅｒ）の特定値のところのみにＨ、Ｄが検出される筈である。しかし、Ｈ、Ｄは、横軸において幅をもって検出されているから、Ｈ、Ｄは表面のみならず、ある程度の深さをもって存在していることが確認された。
【００３０】
６．水を吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を加熱したときに放出されたガス種、及びガス放出温度の検討
水（Ｈ２Ｏ）を吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を石英管に挿入し、真空排気装置で真空にした後に電気炉で加熱した。この際に、Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料から放出されたガス種の判別及びガス放出温度を、昇温脱離ガス分析及びガスクロマトグラフィーを用いて測定した。その際に使用した装置を図８に示す。符号１０は、真空排気装置を示し、符号１１は、ガスクロマトグラフィー装置を示し、符号１３は、昇温脱離ガス分析装置を示し、符号１５は、Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を示し、符号１７は、電気炉を示し、符号１９は、石英管を示す。
【００３１】
室温で空気暴露されたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルを図９に示す。図９（Ａ）は、脱離された種々のガスについてのスペクトルを示し、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の中からＨ２のみの結果を取り出したスペクトルを示す。６０℃（３３３Ｋ）付近でも、Ｈ２が放出されたことが確認された。
【００３２】
図１０に室温で空気暴露されたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルを示す。
このスペクトルからＨ２が放出されたことが確認された。
【００３３】
次に、水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルを図１１に示す。図１１（Ａ）は、脱離された種々のガスについてのスペクトルを示し、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の中からＨ２のみの結果を取り出したスペクトルを示す。６０℃（３３３Ｋ）付近でも、Ｈ２が放出されたことが確認された。
【００３４】
次に、加熱してガスを放出後、再び水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルを図１２に示す。図１２（Ａ）は、脱離された種々のガスについてのスペクトルを示し、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の中からＨ２のみの結果を取り出したスペクトルを示す。６０℃（３３３Ｋ）付近でも、Ｈ２が放出されたことが確認された。
【００３５】
図１３に水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルを示す。
このスペクトルからＨ２が放出されたことが確認された。
【００３６】
図１４に加熱してガスを放出後、再び水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＦｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルを示す。
このスペクトルからＨ２が放出されたことが確認された。
このように、Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料は、常温での水分解、及び低温加熱による水素の放出を、何度も繰り返すことができることが確認された。
【００３７】
次に、水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＣｕ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルを図１５に示す。図１５（Ａ）は、脱離された種々のガスについてのスペクトルを示し、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の中からＨ２のみの結果を取り出したスペクトルを示す。６０℃（３３３Ｋ）付近でも、Ｈ２が放出されたことが確認された。
【００３８】
図１６に水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＣｕ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルを示す。
このスペクトルからＨ２が放出されたことが確認された。
【００３９】
次に、水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＡｌ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料における昇温脱離ガス分析スペクトルを図１７に示す。図１７（Ａ）は、脱離された種々のガスについてのスペクトルを示し、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）の中からＨ２のみの結果を取り出したスペクトルを示す。６０℃（３３３Ｋ）付近でも、Ｈ２が放出されたことが確認された。
【００４０】
図１８に水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させたＡｌ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を真空中で２５０℃まで加熱したときに得られたガスクロマトグラフィーのスペクトルを示す。
このスペクトルからＨ２が放出されているが、その量は僅かであることが確認された。
【００４１】
７．水を吸収させた種々の試料を加熱した際における、Ｈ２放出温度及びＨ２放出量の検討
（１）試料の作製、及び評価方法
水を吸収させた種々の試料を加熱した際における、Ｈ２放出温度及びＨ２放出量を測定した。試料として、Ｌｉ２ＺｒＯ３試料、Ｐｔ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料、Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料、Ｃｕ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料、Ａｌ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を用いた。
各試料の作製は、上述の１．水素貯蔵体の作製と同様に行った。各試料の寸法は、図２と同じである。
試料を３５０℃で真空加熱した後、水（Ｈ２Ｏ）を２分間吸収させた。その後、試料を真空中で２５０℃まで加熱したときのＨ２放出量を測定した。Ｈ２放出量は、ガスクロマトグラフィースペクトルのＨ２ピーク強度から評価した。評価は以下のようにした。
＜評価＞
◎：Ｈ２放出量が、１５０ｍｌ／ｇ以上である。
○：Ｈ２放出量が、１０ｍｌ／ｇ以上、１５０ｍｌ／ｇ未満である。
×：Ｈ２放出量が、１０ｍｌ／ｇ未満である。
【００４２】
（２）試験結果
表１に、試験結果を示す。
【００４３】
【表１】
2019131449.tif 000003
【００４４】
Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料では、Ｈ２放出温度が６０℃と十分に低く、Ｈ２放出量が極めて高いことが確認された。Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料のＨ２放出量は、Ｐｔ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料のＨ２放出量よりも高く、実用性が高いことが分かった。
Ｃｕ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料では、Ｈ２放出温度が６０℃と十分に低く、Ｈ２放出量が十分であることが確認された。
Ａｌ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料では、Ｈ２放出温度が６０℃と低いが、Ｈ２放出量が不十分であることが確認された。
なお、Ｌｉ２ＺｒＯ３試料は、Ｈ２放出温度及びＨ２放出量は、良好であったが、形状維持が難しく、実用的ではなかった。
【００４５】
８．まとめ
Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料は、常温で水分解し、低温加熱により水素を放出することが確認された。
Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料は、常温での水分解、及び低温加熱による水素の放出を、何度も繰り返すことができることが確認された。
Ｃｕ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料を水素貯蔵体として用いても、常温での水分解、及び低温加熱による水素の放出を、何度も繰り返すことができることが確認された。
Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料は、水素の製造効率が高いことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る水素貯蔵体を使用すれば、Ｐｔ等の貴金属を用いていないから、水素の製造コストを抑えることができる。よって、本発明に係る水素貯蔵体は、様々な用途において水素を効率的に製造するために非常に有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１…Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料（水素貯蔵体）
３…Ｌｉ２ＺｒＯ３
５…Ｆｅ
１０…真空排気装置
１１…ガスクロマトグラフィー装置
１３…昇温脱離ガス分析装置
１５…Ｆｅ−Ｌｉ２ＺｒＯ３試料
１７…電気炉
１９…石英管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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