水素吸蔵合金による炭化水素ガスからの水素の直接改質

使用储氢合金从碳氢化合物气体中直接重整氢气

• 批准号: 15760519
• 负责人: 奥村 勇人
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760519/
• 关键词: 水素吸蔵合金; マグネシウム; カーボンナノファイバー; グラファイト; 複合材料; ボールミリング法; プロチウム吸・脱蔵特性; 燃料電池; 複合材; ミリング法; プロチウム吸・脱蔵速度

燃料電池への水素供給を炭化水素ガスから水素吸蔵合金を使用して直接改質する考えのもと、その合金開発を試みた。CH_4の分解をGibbsの自由エネルギーから考えると、250℃で得られる分解水素圧力は、35MPaで約0.06MPaと低い。そのため、ベースとなる合金は純マグネシウムとなり、吸蔵速度の向上および炭化水素ガス改質の触媒としてカーボンの中でも表面積が大きいカーボンナノファイバー(以下CNFと略す)を選択した。従来の研究において、16hミリングしたMg-20mass%CNF(以下Mg-CNFと略す)複合材は、250℃,初期水素圧力0.85MPaの条件で理論吸蔵量の80%を1200minで吸蔵し、室温から0.5℃/minで昇温した際に373℃までに吸蔵量の96%を放出することを明らかにした。そこで、本研究は、Mg-10mass%Ni合金にCNFを添加し、更なる吸蔵速度の向上と共に放出開始温度の低下を図った。その結果、16hミリングしたMg-8mass%-20mass%CNF(以下Mg-Ni-CNFと略す)複合材の吸蔵速度は、大幅に向上し、理論吸蔵量の94%に当たる5.2mass%を700minで吸蔵する。その放出特性は333℃までに吸蔵量の96%を放出する。これは、Mg-CNF複合材と比較して約40℃の低下である。また、この複合材料は、室温,0.9MPaおよび250℃,0.1MPaの水素圧力でも速やかな吸蔵を示す。ボールミリング法により複合化され、吸蔵速度が向上したMg-CNFおよびMg-Ni-CNF複合材の組織には、繊維状のCNFが観察しにくくなることから、より安価な粉末状のグラファイトを用いて複合化を行った。その結果、32hミリングしたMg-8mass%-22.3vol%Graphite複合材の吸蔵速度は、理論吸蔵量の94%に当たる5.0mass%を540minで吸蔵するが、Mg-Ni-CNF複合材と比較して活性化処理時間が増加する。放出特性に関しては、Mg-Ni-CNF複合材と変わらない。

The water supply in the fuel cell is supplied to the carbonized water, the water absorption alloy is directly modified to test, and the alloy is used to carry out the test. CH_4 decomposes Gibbs freely. The temperature is 250 ℃. The decomposition force of water is obtained. 35MPa is about 0.06MPa. The temperature, temperature In the study, 16h temperature, 16h temperature, Mg-20mass%CNF (the following Mg-CNF outline) composite wood, 250C, initial water content 0.85MPa condition theory absorption capacity 80% 1200min absorption condition, room temperature 0.5 ℃

项目成果

MgおよびMg-Ni系合金/カーボンナノファイバー複合材のプロチウム吸・脱蔵特性

镁及镁镍合金/碳纳米纤维复合材料的吸氕及脱挥性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第106回軽金属学会春期大会講演概要
• 作者: 横田浩一;加藤敦史;奥村勇人;鎌土重晴;小島陽
• 通讯作者: 小島陽

Protium Absorbing/Desorbing Characteristics of Milled Mg-Ni/Carbon Nano Fiber Composites

铣削镁镍/碳纳米纤维复合材料的吸/放氕特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of The 6th International Symposium on Eco-Materials Processing & Design
• 作者: H.Okumura;K.Yokota;H.Takasawa;S.Kamado;Y.Kojima
• 通讯作者: Y.Kojima

ボールミリングしたMg-10mass%Ni/CNF複合材のプロチウム吸・脱蔵特性

球磨Mg-10mass%Ni/CNF复合材料的吸氕及脱挥性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第1回若手討論会,材料におけるハイブリッド化をどう進めるか?
• 作者: 奥村勇人;横田浩一;加藤敦史;鎌土重晴;小島陽
• 通讯作者: 小島陽

Protium Absorbing/Desorbing Characteristics of Milled Pure Magnesium/Carbon Nano Fiber Composites

研磨纯镁/碳纳米纤维复合材料的吸/放氕特性

• 发表时间: 2004
• 期刊: The 5th International Symposium on The 21st Century COE Program of Nagaoka University of Technology
• 作者: H.Okumura;A.Kato;K.Yokota;S.Kamado;Y.Kojima
• 通讯作者: Y.Kojima

横田浩一, 加藤敦史, 奥村勇人, 鎌土重晴, 小島陽: "メカニカルアロイング法により作製したMg/カーボンナノファイバー複合材のプロチウム吸・脱蔵特性"日本金属学会北陸信越支部・日本鉄鋼協会北陸支部 平成15年度支部連合講演会 講演概要集. 98 (2003)

Koichi Yokota、Atsushi Kato、Hayato Okumura、Shigeharu Kamado、Yo Kojima：“机械合金化法制备的镁/碳纳米纤维复合材料的氕吸收和脱挥发性能”日本金属研究所北陆信越分院，北陆，日本铁中钢院分会2003年分会讲座总结集．