(57)【要約】【課題】金属単位重量当たりの水素吸蔵量が大きい水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵システムを提供する。【解決手段】水素吸蔵合金としてＢＣＣ結晶構造を有するＴｉ−Ｃｒ−Ｖ−Ｍｏ系合金を主成分とし、Ｖが１０〜１７．５ｍｏｌ％、Ｍｏが１〜５ｍｏｌ％の成分比率の組成とした水素吸蔵合金を主タンク２に内蔵する。用いて水素吸蔵性能を向上することができる。主タンク２における水素満充填時の圧力が３ＭＰａ以上としたことにより、より一層の高い水素貯蔵性能が得られる。【選択図】      図５
2004183076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を主成分とし、
Ｖが１０〜１７．５ｍｏｌ％、Ｍｏが１〜５ｍｏｌ％の成分比率であることを特徴とする水素吸蔵合金。
【請求項２】
ＴｉとＣｒとの成分比率が、１：１．６〜１．９であることを特徴とする請求項１記載の水素吸蔵合金。
【請求項３】
（Ｔｉ＋Ｃｒ）：（Ｖ＋Ｍｏ）の成分比率が、８５：１５〜８０：２０の範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された水素吸蔵合金。
【請求項４】
体心立方（ＢＣＣ）結晶構造を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された水素吸蔵合金。
【請求項５】
Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を主成分とし、Ｖが１０〜１７．５ｍｏｌ％、Ｍｏが２．５〜５ｍｏｌ％の成分比率である水素吸蔵合金の製造方法であって、
合金溶湯を毎秒１００℃以上の冷却速度で急冷凝固処理することを特徴とする水素吸蔵合金の製造方法。
【請求項６】
前記急冷凝固処理が施された合金に、１１００℃〜１４００℃の間の温度で熱処理を行うことを特徴とする請求項５記載の水素吸蔵合金の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された水素吸蔵合金用いた水素貯蔵システムであり、水素満充填時の圧力が３ＭＰａ以上の水素貯蔵システムであることを特徴とする水素貯蔵システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定置型の水素貯蔵や、自動車、輸送用機器などの水素貯蔵に用いる水素吸蔵合金、水素吸蔵合金の製造方法、及び水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、深刻化する地球環境問題を解決するために、クリーンなエネルギー源として水素が着目されており、水素製造、貯蔵、利用技術の開発が活発に進められている。
【０００３】
水素貯蔵システムの現状においては、水素吸蔵合金を水素貯蔵材料として用いる技術が最も実用化に近いレベルにあると考えられている。
【０００４】
水素吸蔵合金として最も良く知られているＬａＮｉ５系合金の水素吸蔵能は、常温で１ＭＰａの水素圧力下において１．４ｗｔ％である。また、最近注目されているバナジウム系合金でも常温、１ＭＰａ水素圧力下において２．４ｗｔ％であり、水素吸蔵能はまだ実用のレベルに達していないと考えられる。
【０００５】
例えば、燃料電池自動車では５００ｋｍの航続距離が目標とされている。この航続距離を達成するためには、１回の水素充填で６ｗｔ％程度の水素吸蔵量が必要となる。
【０００６】
従来の水素吸蔵合金は、１ＭＰａ以下で使用されることを前提として開発されてきた（例えば、非特許文献１参照。）。１ＭＰａ以下で使用される理由としては、以下の２つがある。第１の理由は、１ＭＰａを超える高圧水素取り扱い困難であることによる。第２の理由は、水素吸蔵合金の主な用途が、ニッケル水素電池用の負極用であり、低い平衡圧での水素移動が要求されたためである。したがって、水素吸蔵合金の組成は、１ＭＰａ以下、または１ＭＰａ付近で水素移動が起こるような組成に設計されており、１ＭＰａで最大吸蔵量を示すように開発されてきた。
【０００７】
他の水素吸蔵合金としては、ＴｉａＣｒｂＶ１−ａ−ｂ−ｃ−ｄＡｃＢｄ式で示される体心立方（以下、ＢＣＣという。）系合金が提案されている。なお、上記式のＡにはＭｏが含まれ、Ｂはランタノイド系元素を示している。
【０００８】
【非特許文献１】
若尾慎二郎著、「新技術シリーズ（６）水素吸蔵合金」、パワー社、１９９３年、第２章、２．６項
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−８０８６５号公報、第２頁
【００１０】
【特許文献２】
特開２００２−１９４４６５、第４頁
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した水素吸蔵合金に１ＭＰａ以下でのシステム圧力で水素を貯蔵した水素貯蔵システムは、長距離の航続距離を要求される燃料電池自動車には不十分である。実際には、水素吸蔵合金を内蔵しない高圧水素タンクを用いた燃料電池車では３５ＭＰａの高圧タンクが専用に開発されており、将来的には７０ＭＰａの高圧水素タンクの搭載も検討されていることが現状である。
【００１２】
また、上記したランタノイド系元素を含む水素吸蔵合金では、単位重量当たりの水素吸蔵量が低下するという問題がある。ＢＣＣ系の水素吸蔵合金では、金属原子１個当たり、２個の水素が吸着すると考えられている。しかしながら、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）の原子量は５０前後であるのに対し、ランタノイド系は最も原子量の軽いＬａでも１４０程度あり、またランタノイド系元素の混合物であるミッシュメタルでは１５０近い原子量となる。上述したようにＢＣＣ系合金の金属１原子当たりの水素吸着量は２個であるので、使用する金属の原子量増加は、金属単位重量当たりの水素吸蔵量を低下させるだけであり好ましくない。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、金属単位重量当たりの水素吸蔵量が大きい水素吸蔵合金、その製造方法、及び水素貯蔵システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、水素吸蔵合金であって、チタン（Ｔｉ）−バナジウム（Ｖ）−クロム（Ｃｒ）−モリブデン（Ｍｏ）系合金を主成分とし、Ｖが１０〜１７．５ｍｏｌ％、Ｍｏが１〜５ｍｏｌ％の成分比率であることを要旨としている。
【００１５】
第１の特徴に係る発明においては、ＴｉとＣｒとの成分比率が、１：１．６〜１．９であることが好ましく、（Ｔｉ＋Ｃｒ）：（Ｖ＋Ｍｏ）の成分比率が８５：１５〜８０：２０の範囲であることが好ましい。特に、第１の特徴に係る発明においては、水素吸蔵合金が、体心立方（ＢＣＣ）結晶構造であることが好ましい。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を主成分とし、Ｖが１０〜１７．５ｍｏｌ％、Ｍｏが２．５〜５ｍｏｌ％の成分比率である水素吸蔵合金の製造方法であって、合金溶湯を毎秒１００℃以上の冷却速度で急冷凝固処理することを要旨としている。第２の特徴に係る発明においては、急冷凝固処理が施された合金に、１１００℃〜１４００℃の範囲の温度で熱処理を行うことが好ましい。
【００１７】
第２の特徴に係る発明では、合金溶湯を急冷凝固させることにより、ＢＣＣ結晶構造を持つ水素吸蔵性能の高い水素吸蔵合金を得ることができる。
【００１８】
本発明の第３の特徴は、Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を主成分とする水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵システムであって、水素満充填時の圧力が３ＭＰａ以上の水素貯蔵システムであることを要旨としている。
【００１９】
第３の特徴に係る発明では、水素吸蔵合金が、３ＭＰａ以上の高圧において、水素吸蔵量が上昇する合金組成としてはＴｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を主成分としており、さらにＢＣＣ結晶構造を有することで特に大きな水素吸蔵性能を発揮することができる。
【００２０】
【発明の効果】
第１の特徴に係る発明によれば、金属単位重量当たりの水素吸蔵量が大きい水素吸蔵合金を得ることができる。
【００２１】
第２の特徴に係る発明によれば、金属単位重量当たりの水素吸蔵量が大きい水素吸蔵合金を低コストで製造することができる。
【００２２】
第３の特徴に係る発明によれば、水素貯蔵量が大きく、且つ軽量な水素吸蔵システムを実現することができる。このため、この水素貯蔵システムを燃料電池自動車に適用することにより、航続距離を長くすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水素吸蔵合金、その製造方法、及び水素貯蔵システムの詳細を実施の形態に基づいて説明する。
【００２４】
（水素吸蔵合金）
本実施の形態の水素吸蔵合金は、ＢＣＣ（体心立方）結晶構造を有するＴｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を主成分とする。このようなＴｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金において、組成比がある範囲を外れるとＢＣＣ結晶とはならず、ラーベス系の結晶をとる場合がある。また、合金溶湯の冷却速度があまりにも遅いと、ＢＣＣ結晶構造とはならず、ラーベス系に転移する場合がある。
【００２５】
そこで、本実施の形態に係る水素吸蔵合金は、Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を主成分とする水素吸蔵合金の成分比率が、Ｖ：１０〜１７．５ｍｏｌ％、Ｍｏ：２．５〜５ｍｏｌ％の範囲としている。水素吸蔵合金を構成する金属元素の組み合わせ方は、水素吸蔵量の多い金属元素単体と、吸蔵量は少ないが水素化反応が速く、しかも反応温度を低くできる元素を組み合わせるのが基本である。
【００２６】
上記組成のうちバナジウム（Ｖ）元素は安定な水素化物を形成する性質を持ち、水素吸蔵量の多い元素である。したがって、ある程度の量のＶ元素を添加しなければ、十分な水素吸蔵性能を得ることができない。Ｖ元素の添加量が１０ｍｏｌ％未満では、十分な水素吸蔵性能を得ることができないと考えられる。また、Ｖ元素の添加量が１０ｍｏｌ％未満では、合金の結晶形態もラーベス系の結晶形態をとることとなり、水素吸蔵量の減少を招く。一方、Ｖ元素の含有量が１７．５ｍｏｌ％を超えるとＶの水素化物が安定になり、水素放出性能に悪影響を与える。このため、Ｖの含有量をこれ以上増やしても水素吸蔵量の増加の割合が小さくなる。また、Ｖは６０，０００円／ｋｇを越える高価な元素であり、特に自動車の動力源として使用するには数十ｋｇのオーダで使用することとなるため、これ以上のバナジウムの含有量の増加は現実的ではない。
【００２７】
また、Ｍｏ元素は、水素化反応を促進する役割をもち、特に水素吸蔵合金の水素放出性能を改善する。Ｍｏの含有量が１ｍｏｌ％未満では、Ｍｏの添加効果（水素化反応を促進する効果）を十分に得ることができない。また、Ｍｏの存在はＢＣＣ結晶化を促進する効果もあるので、少なくとも１％以上添加することが好ましい。一方、Ｍｏの含有量が５ｍｏｌ％以上の場合は、水素吸蔵合金の水素吸蔵量が減少する。また、Ｍｏは上記元素の中では融点が２６２０℃（他の元素はいずれも２０００℃以下）と高く、Ｍｏの含有量が増えると製造上均一に混合し冷却することが困難となる。
【００２８】
さらに、本実施の形態における水素吸蔵合金を構成するＴｉ−Ｃｒ−Ｖ−Ｍｏ合金の中で、Ｔｉ元素は安定な水素化物を形成する性質を持ち、水素吸蔵量の多い元素である。Ｃｒは水素化反応を促進する役割をもち、特に水素放出性能を改善する。水素吸蔵性能と水素放出性能のバランスを考慮すると、ＴｉとＣｒの含有量（ｍｏｌ％）の比率が、１：１．６〜１：１．９の範囲であることが望ましい。この範囲を逸脱してＴｉが多くなると、ＢＣＣ系の結晶構造の合金からラーベス系の結晶構造の合金に変わり吸蔵量の低下を招く。一方、Ｃｒが多くなると常温常圧でも残留水素量が増え、水素の取り出しが事実上困難となる。
【００２９】
そこで、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｖ−Ｍｏを主成分とするＢＣＣ系の結晶構造の水素吸蔵合金の（Ｔｉ＋Ｃｒ）：（Ｖ＋Ｍｏ）の成分比率が、８５：１５〜８０：２０の範囲であることが望ましい。ＶとＭｏの添加は高い水素吸蔵性能を有するＢＣＣ系結晶構造を形成し易くする意味において重要である。
【００３０】
なお、Ｖ＋Ｍｏが１５以下となるとラーベス系結晶となり、十分な水素吸蔵性能が得られない場合がある。一方、Ｖ＋Ｍｏが２０を越えると、必然的にＶの含有量が多くなる為、水素化物が安定化し水素放出性能の低下を招く。またコスト高の問題、元素の融点差（特にＭｏ）による製造上の問題も発生する。
【００３１】
上記した組成の水素吸蔵合金は、ランタノイド系の金属を含有しないため、金属単位重量当たりの水素吸蔵量が大きい水素吸蔵合金を得ることができる。また、Ｍｏの存在は、０．１ＭＰａまで減圧したときの、残留水素吸蔵量を低減する効果があり、有効水素吸蔵量を増加させる効果がある。
【００３２】
ここで、有効水素吸蔵量を定義すると、図１に示すように、水素吸蔵合金に水素を吸着させた最も高い水素吸蔵量から、これ以上水素を離脱させることができない状態での残留水素吸蔵量を差し引いた量である。
【００３３】
（水素吸蔵合金の製造方法）
次に、本実施の形態に係る水素吸蔵合金の製造方法について説明する。上記したＴｉ−Ｃｒ−Ｖ−Ｍｏを主成分とするＢＣＣ系の結晶化された水素吸蔵合金の調製法としては、水焼入れ等により合金溶湯が毎秒１００℃以上の冷却速度で急冷凝固されて調製されることが望ましい。合金溶湯の冷却速度が毎秒１００℃より少ない場合は融点の違いにより得られた組成が不均一となることが考えられる他、上記組成においても、ＢＣＣ系の結晶がラーベス系結晶に転移する可能性もあり、水素吸蔵性能の低下を招くことも考えられる。
【００３４】
また、このように毎秒１００℃以上の冷却速度で急冷凝固させたままの状態では、凝固収縮時の歪みやミクロ偏析が残っており、水素吸蔵特性が十分でない。そこで、１１００℃〜１４００℃の温度範囲で適宜加熱処理することで、歪みやミクロ偏析を無くし均一な組織にすることで、目標とする良好な特性を得ることができる。
【００３５】
具体的な一例としては、以下に説明するような手順で行えばよい。
【００３６】
（１）まず、純度９９％以上のＴｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏの粉末を、上記した水素吸蔵合金の組成比（原子数比）となるように秤量する。
【００３７】
（２）次に、これら秤量したＴｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏの粉末を、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉に入れ一緒に溶かして合金化する。
【００３８】
（３）その後、得られた合金はすぐに水中に移し、１００℃〜１５０℃／秒の冷却速度となるように、水焼入れ作業を行なう。または、水冷の銅鋳型に薄く注ぎ凝固させる。
【００３９】
（４）さらに、凝固収縮時の歪みやミクロ偏析を除去するため、１１００℃〜１４００℃の温度範囲で加熱処理して、歪みやミクロ偏析を無くし均一な組織となるようにする。
【００４０】
本実施の形態に係る水素吸蔵合金の製造方法では、簡単な工程により水素吸蔵性能の高い水素吸蔵合金を容易に製造することができる。特に、上記したように、合金溶湯を毎秒１００℃以上の冷却速度で急冷凝固させることによりＢＣＣ系の結晶構造の吸蔵性能の高い水素吸蔵合金を製造することができる。
【００４１】
なお、合金化させた後の加熱処理（後処理）の温度範囲について、温度を変えて、１０ＭＰａにおける水素吸蔵量と、０．１ＭＰａまで減圧した時の残留水素量、有効水素吸蔵量水素吸蔵量（１０ＭＰａ）とを調べた結果を下表１に示す。なお、水素吸蔵合金としては、組成比率が、Ｔｉ（３０ｍｏｌ％）、Ｃｒ（４０ｍｏｌ％）、Ｖ（２０ｍｏｌ％）、Ｍｏ（１０ｍｏｌ％）の試料を用いた。
【００４２】
【表１】
2004183076.tif 000003
表１から判るように、処理温度が１０００℃では、水素吸蔵合金における残留水素吸蔵量が増加すると共に、有効水素吸蔵量が低下する。因みに、１１０℃〜１４００℃の範囲の加熱処理温度では、水素吸蔵量（１ＭＰａ）が３．６２３〜３．７０５であるのに対し、１０００℃の加熱処理温度では、水素吸蔵量（１ＭＰａ）が３．２３４とやや小さくなる。また、処理温度が１４５０℃を越えると溶融が起こるため適当でない。したがって、処理温度が１１００℃〜１４００℃の範囲では、水素吸蔵量が大きく（３．６２３〜３．７０５）、残留水素吸蔵量が小さく（０．８０５〜１．０８７）、有効水素吸蔵量が大きい（２．５３６〜２．９００）という良好な特性を示している。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る水素吸蔵合金の製造方法を適用した実施例１〜実施例９及び比較例１〜比較例６の水素吸蔵合金について説明する。下表２には実施例１〜実施例６及び比較例１〜比較例３の成分組成と、水素吸蔵量（１０ＭＰａ）、残留水素吸蔵量（０．１ＭＰａ）、有効水素吸蔵量とを示す。また、下表３には、実施例７〜実施例９及び比較例４〜比較例６の成分組成、水素吸蔵量（１０ＭＰａ）、残留水素吸蔵量（０．１ＭＰａ）、有効水素吸蔵量とを示す。
【００４４】
【表２】
2004183076.tif 000004
【表３】
2004183076.tif 000005
（実施例１）
実施例１で製造される水素吸蔵合金は、Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金である。以下、調製法について説明する。
【００４５】
まず、純度９９％以上のＴｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏを組成比（原子数比）で、それぞれ３０％、５０％、１５％、５％となるように秤量する。
【００４６】
次に、これらの金属粉体を均一に混ぜ合わせた後、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉に入れ一緒に溶かして合金化する。その際、組成が均一となるように、合金のインゴットを回転させながら溶解を５回繰り返した。
【００４７】
続いて、得られた合金をすぐに水中に移し、１１０℃〜１５０℃／分の冷却速度となるように、水焼入れ作業を行なった。
【００４８】
その後、凝固収縮時の歪みやミクロ偏析を除去するため、１２５０℃に加熱して、歪みやミクロ偏析を無くし、均一な組織となるよう熱処理を行なった。なお、加熱処理を行った後は除冷した。
【００４９】
（比較例１）
純度９９％以上のＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉを組成比（原子数比）で、それぞれ３０％、５０％、２０％となるように秤量し、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉に入れ一緒に溶かして合金化した。以下、均一化の溶解処理、及び、水焼入れ等の処理方法は上記した実施例１に準じた。
【００５０】
（比較例２）
純度９９％以上のＴｉ、Ｃｒ、Ｖを組成比（原子数比）で、それぞれ３７．５％、５２．５％、１０％となるように秤量し、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉に入れ一緒に溶かして合金化した。以下、均一化の溶解処理、及び、水焼入れ等の処理方法は実施例１に準じた。
【００５１】
上記した実施例１及び比較例１、比較例２で製造された水素吸蔵合金について比較・検討する。実施例１及び比較例１、比較例２で製造された水素吸蔵合金を試料として、ＪＩＳ、Ｈ、７２０１の方法に従って水素吸蔵放出測定試験を行った。
【００５２】
まず、水素が吸蔵されていない原点を正確に得るため、各試料を２００℃で３時間真空引きすることにより、残留しているガスを放出させてから測定を行なった。測定温度は２５℃とした。
【００５３】
（実施例１と比較例１の水素吸蔵量と水素圧力との関係）
図２は、実施例１と比較例１のＰＣＴ（水素圧−組成−温度）曲線を示す。図２に示すように、比較例１のＴｉ−Ｎｉ−Ｃｒ合金では、１ＭＰａ付近では、実施例１以上の水素吸蔵量を示す。しかしながら、比較例１で用いた合金は３ＭＰａを超えると、圧力が上昇しても水素吸蔵量はほぼ一定の値を示すようになる。一方、実施例１で用いたＴｉＣｒＶＭｏ合金は、１ＭＰａ付近においては比較例１に比べて低い水素吸蔵量を示しているが、１ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲で圧力上昇と共に水素吸蔵量が上昇し、３ＭＰａ以上の圧力領域においては、比較例１以上の水素吸蔵性能を示すことが判明した。
【００５４】
（実施例１と比較例２の水素吸蔵量と水素圧力との関係）
図３は、実施例１と比較例２のＰＣＴ曲線を示している。図３に示すように、比較例２は実施例１の水素吸蔵合金において、Ｖの添加量を１０％に低減し、Ｍｏを添加しない場合の比較例である。Ｖの添加量も１０％と低く、Ｍｏも未添加であることが影響して、水素吸蔵性能が実施例１の水素吸蔵合金に比べて著しく低くなっていることが判明した。また、Ｘ線回折で分析したところ、実施例１の水素吸蔵合金はＢＣＣ結晶構造を有していたが、比較例２の水素吸蔵合金ではラーベス系結晶構造となっており、水素吸蔵性能の差となって現れたと考えられる。
【００５５】
（実施例２）
まず、純度９９％以上のＴｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏを組成比（原子数比）で、それぞれ３０％、５０％、１７．５％、２．５％となるように秤量し、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉に入れ一緒に溶かして合金化した。実施例に準じた均一化の溶解処理後水冷した銅鋳型に流し込み、厚さ５ｍｍの板状に急冷凝固させた。その後、１４００℃に加熱し、歪みの均一化を行い、水中で急冷した。
【００５６】
（比較例３）
純度９９％以上のＴｉ、Ｃｒ、Ｖを組成比（原子数比）で、それぞれ３０％、５０％、２０％となるように秤量し、アルゴン雰囲気中でアーク溶解炉に入れ一緒に溶かして合金化した。以下、均一化の溶解処理、及び、凝固等の処理方法は実施例２に準じた。
【００５７】
（実施例１、２及び比較例３の水素吸蔵量と水素圧力との関係）
図４には、実施例１、実施例２、及び比較例３のＰＣＴ曲線を示す。実施例２は実施例１に対して、Ｖの添加量を増やし、Ｍｏの添加量を２．５％以下に低減した例である。比較例３はさらにＶの添加量を増やし、Ｍｏを未添加とした例である。
【００５８】
Ｍｏの添加量低減と共に、図４に示すように、特に０．１ＭＰａにおける残留水素量が低減されることが判明した。すなわち、Ｍｏの添加は、有効水素吸蔵量を増加させる手段として効果的であることが判る。
【００５９】
（実施例３〜９）
実施例３〜９については、上記した表１及び表２に水素吸蔵合金の組成、ならびに１０ＭＰａにおける水素吸蔵量と、０．１ＭＰａまで減圧した時の残留水素量、有効水素吸蔵量について示す。なお、実施例３〜９の試料の調整方法についても、実施例１と同様の処理にて行なった。
【００６０】
（比較例４〜６）
比較例４〜６については、上記した表３に水素吸蔵合金の組成、ならびに１０ＭＰａにおける水素吸蔵量と、０．１ＭＰａまで減圧した時の残留水素量、有効水素吸蔵量について示す。なお、比較例４〜６の試料の調製方法も上記した実施例１に準じて行った。
【００６１】
上記した表１、表２に示す実施例３〜９及び比較例４〜６を比較して判るように、実施例７及び実施例９を除いてＴｉとＣｒとの成分比率が１：１．６〜１．９の範囲であり、良好な有効水素吸蔵量を有することが判る。
【００６２】
また、上記した表１、表２に示す実施例１〜実施例９の成分組成に着目すると、（Ｔｉ＋Ｃｒ）：（Ｖ＋Ｍｏ）の成分比率が８５：１５〜８０：２０の範囲であり、このような成分比率に設定することが水素吸蔵量の増加に好影響を与えているものと考えられる。
【００６３】
（水素貯蔵システム）
次に、上記した組成比率を有するＴｉ−Ｃｒ−Ｖ−Ｍｏを主成分とする水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵システムについて説明する。この水素貯蔵システムでは、水素満充填時の圧力が３ＭＰａ以上となるように設定されている。本実施の形態の組成を有する水素吸蔵合金を用いると３ＭＰａ以上においても圧力上昇と共に水素吸蔵量が上昇し、従来の水素吸蔵合金を大幅に上回る貯蔵量を得ることができる。
【００６４】
図５は、本実施の形態に係る水素貯蔵システムを示している。この水素貯蔵システムは、水素ボンベ１と、主タンク２とから大略構成されている。主タンク２には、循環媒体が流通される主タンク用熱交換器３と、上記した組成の水素吸蔵合金とが内蔵されている。また、主タンク２には、図５に示すように、水素ボンベ用レギュレータ４が設けられている。さらに、主タンク２には、圧力計５と、水素ボンベ用レギュレータ６とが取り付けられている。
【００６５】
このような構成において、水素ボンベ１と主タンク２とが、クイックコネクタ７で接続されるようになっている。このクイックコネクタ７は、例えば燃料電池自動車側に設けられている。このクイックコネクタ７に接続される第１水素供給管８には、図示するように、水素充填用流量コントローラ９が設けられている。また、クイックコネクタ７と主タンク２とは、第２水素供給管１０で接続されている。さらに、主タンク２には、水素送出管１１が接続されており、この水素送出管１０を介して燃料電池スタックなどの動力源へ水素を送出するようになっている。なお、水素送出管１１には、動力源供給用レギュレータ１２と動力源供給用流量コントローラ１３が設けられている。本実施の形態の水素貯蔵システムでは、主タンク２における水素満充填時の圧力が３ＭＰａ以上となるように設定されている。
【００６６】
本実施の形態に係る水素貯蔵システムにおいては、水素吸蔵合金としてＢＣＣ結晶構造を有するＴｉ−Ｃｒ−Ｖ−Ｍｏ系合金を主成分とし、上記した所定の合金組成とすることにより水素吸蔵性能を向上することができる。特に、主タンク２における水素満充填時の圧力が３ＭＰａ以上としたことにより、より一層の高い水素吸蔵性能が得られる。また、この水素貯蔵システムでは、上記した組成の水素吸蔵合金が、ランタノイド系の金属を含有しないため、金属単位重量当たりの水素吸蔵量が大きい水素吸蔵合金を得ることができるため、主タンク２の軽量化を図ることができる。また、Ｍｏの存在は、０．１ＭＰａまで減圧したときの、残留水素吸蔵量を低減し有効水素吸蔵量を増加させる効果がある。
【００６７】
（他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、上記した実施の形態の開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６８】
例えば、上記した実施の形態では、水素吸蔵合金を燃料電池自動車の水素貯蔵システムに適用したが、自動車以外の輸送用機器などの水素貯蔵に用いる水素貯蔵や、定置型の水素貯蔵などに適用できることは云うまでもない。
【００６９】
また、Ｖが１０〜１７．５ｍｏｌ％、Ｍｏが１〜５ｍｏｌ％の成分比率であるＴｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を主成分とし、他の副成分を含み、実質的にＢＣＣ結晶構造をとるものであれば、上記表１及び表２に示した実施例１〜９の組成以外を採用することも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水素吸蔵合金の水素吸蔵量の定義を示すＰＣＴ曲線を示すグラフである。
【図２】実施例１と比較例１のＰＣＴ曲線を比較したグラフである。
【図３】実施例１と比較例２のＰＣＴ曲線を比較したグラフである。
【図４】実施例１、実施例２及び比較例３のＰＣＴ曲線を比較したグラフである。
【図５】本実施の形態に係る水素貯蔵システムの概略を示す説明図である。
【符号の説明】
１  水素ボンベ
２  主タンク
３  主タンク用熱交換器
９  水素充填用流量コントローラ
【図１】
2004183076.tif 000006
【図２】
2004183076.tif 000007
【図３】
2004183076.tif 000008
【図４】
2004183076.tif 000009
【図５】
2004183076.tif 000010