チタン鉄水素吸蔵合金の応用例

1. 水素貯蔵容器

水素吸蔵合金は、水素を貯蔵・輸送するための容器として軽量かつ小型であるという利点があります。水素吸蔵合金を水素貯蔵に利用することで、液体水素を貯蔵するための高圧・極低温設備や断熱対策が不要となり、省エネ・安全・安心です。

2. 水素の分離・回収用

工業生産では、多くの場合、大量の水素を含む廃ガスが生成されます。水素吸蔵合金を分離し、リサイクルして利用することができれば、大幅なエネルギーの節約につながります。

3. 高純度水素の製造用

高純度の水素を生成するために、水素含有不純物を水素吸蔵合金と接触させて使用することができる。水素が吸収されると、不純物が合金の表面に吸着されます。不純物が除去された後、水素が放出され、高純度の水素が得られます。

4. 水素自動車

水素はガソリンよりも熱効率が高く、燃焼後の環境汚染がないため、水素自動車の将来性は非常に魅力的です。しかし、水素貯蔵材の重量は燃料タンクに比べてはるかに重いため、自動車の速度に影響を与える傾向があり、まだ研究・試験の段階にある。

チタン・鉄水素吸蔵合金の開発状況

タス通信の最近の報告によると、ロシアのトムスク工科大学の研究者らが金属水素化物に水素を貯蔵するための新しい技術を開発した。この技術は、水素貯蔵材料としてチタン鉄合金を使用し、何千回も水素の吸収と放出を繰り返すことで、効率がわずか {{1​​}}% 低下しただけで、同様の製品のコストが 3 分の 1 になります。

圧縮水素貯蔵は現在最も一般的に使用されている水素貯蔵方法であり、高圧では貯蔵および輸送時の安全対策に対する要求が高くなります。対照的に、金属水素化物の水素貯蔵は圧力を大幅に下げ、装置のサイズを縮小することができ、各国は再利用可能な固定水素貯蔵装置の水素貯蔵材料として金属水素化物を一般的に使用している。

トムスク工科大学実験物理学科のクジャロフ准教授は、LaNi5に代表されるランタニド合金は優れた水素吸蔵・放出特性を有し、最も広く使われている水素吸蔵合金の水素貯蔵材料であるが、コストが高いため問題があると指摘した。大きな欠点があり、原材料は主に輸入に依存しています。これに関連して、彼らはコストを大幅に削減できるランタニドニッケル合金の代わりにチタン鉄合金を使用しようとしました。

現在、大学の研究者らは水素貯蔵のためのチタン鉄合金の特性をさらに改善することに取り組んでおり、現在の小さな粉末形状をよりコンパクトな構造に置き換え、合金の熱伝導率を高める添加剤を追加することを計画している。この研究は、ロシア教育科学省の「プライオリティ2030」資金プログラムに含まれている。