水素雰囲気中における燃焼合成法による水素吸蔵合金の製造

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究で提案する水素雰囲気中における水素吸蔵合金の燃焼合成は、従来法と比較して合金製造時および活性化処理時両者において必要とされる投入エネルギーの大幅な低減が期待できる。水素吸蔵合金の利用方法のがひとつとして水素吸蔵・放出時の熱の出入りを利用することによるヒートポンプシステムの構築が提案されている。しかし、合金そのものの価格が高価であることや微粉化による合金の水素吸蔵能力および有効熱伝導率の低下が普及の大きな妨げとなっている。よって本研究では合金コストの大幅な削減する製造技術の確立や合金の弱点である微粉化を補う材料との複合化を試み、開発した合金および複合材料をヒートポンプシステムへ適用する。本年度は以下について研究を実施した。・炭素繊維含有水素吸蔵合金シートの適用によるケミカルヒートポンプの性能改善水素吸蔵合金ヒートポンプ(MHHP)システムは熱駆動型で動作温度が100-150℃と比較的低いことから低温の廃熱や太陽熱を利用可能であり広範囲の応用が期待できる。しかし水素の吸放出に伴う体積変化により合金が微粉化し、充填層の熱交換能力低下や容器底部への堆積を引き起こすことが大きな問題である。そこで本研究では炭素繊維と水素吸蔵合金(MH)を複合化したMHシートを作製し、これの適用がMHHPの冷却出力に及ぼす影響を調査した。結果として、MHシートを適用することで熱交換速度の向上し、水素移動が完了するまでの時間が短縮され、MH粉末のみを使用する場合と比較して冷却出力は1.2倍に向上した。水素吸蔵合金充填層に既存の伝熱促進技術と併用しMHシートを適用することで、高い熱交換能力と容器にかかる応力緩和の両立が可能である。