金属無機複合水素化物、その製造方法、および水素放出方法
【課題】 長期間安定して多量の水素を貯蔵することのできる金属無機複合水素化物、およびその製造方法を提供する。また、金属無機複合水素化物から、貯蔵した水素を放出させる水素放出方法を提供する。
【解決手段】 アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させて金属無機複合水素化物とする。また、その金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して水素を放出させる。
【解決手段】 アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させて金属無機複合水素化物とする。また、その金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して水素を放出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を貯蔵することのできる金属無機複合水素化物、その製造方法、および金属無機複合水素化物を用いた水素放出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の排出による地球の温暖化等の環境問題や、石油資源の枯渇等のエネルギー問題から、クリーンな代替エネルギーとして水素エネルギーが注目されている。水素エネルギーの実用化にむけて、水素を安全に貯蔵・輸送する技術の開発が重要となる。水素の貯蔵方法にはいくつかの候補があるが、なかでも水素を可逆的に吸蔵、放出することのできる水素吸蔵材料を用いる方法が有望である。水素吸蔵材料として、活性炭、フラーレン、ナノチューブ等の炭素材料や、種々の金属水素化物が知られている。
【０００３】
例えば、マグネシウム（Ｍｇ）は、水素と反応してＭｇＨ2なる水素化物を生成する。マグネシウムは、軽量で、資源的に豊富である。また、その水素化物の水素吸蔵量は大きい。このため、マグネシウムを利用した種々の水素吸蔵材料が開発されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】大角泰章著，「新版 水素吸蔵合金−その物性と応用−」， 株式会社アグネ技術センター，１９９９年２月５日，ｐ．１４１−１６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非特許文献１等に記載されているように、マグネシウム系の材料は、水素吸蔵材料として有望である。一方、本発明者は、水素吸蔵材料の開発において、他分野で広く使用されているケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の利用について鋭意研究を重ねた。その結果、ＭｇＨ2等の金属水素化物とＳｉ、Ｇｅ等の無機材料とを複合化することで、水素を安定に貯蔵することのできる金属無機複合水素化物が得られるという知見を得た。
【０００５】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、長期間安定して多量の水素を貯蔵することのできる金属無機複合水素化物、およびその製造方法を提供することを課題とする。また、その金属無機複合水素化物から、貯蔵した水素を放出させる水素放出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の金属無機複合水素化物は、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理することにより得られ、該金属の水素化物と該無機材料とが複合化してなることを特徴とする。
【０００７】
アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物（以下、適宜「金属水素化物」と称す。）と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料（以下、適宜、単に「無機材料」と称す。）とは、乾式混合が可能であり、両者の反応性は極めて高い。このため、短時間の機械的粉砕処理により、容易に複合化することができる。金属水素化物および無機材料は、機械的粉砕処理により微粉化され、両粉体の界面で複合化反応が進行する。そして、金属水素化物の粒子が無機材料の粒子表面を覆うような状態で複合化すると考えられる。
【０００８】
このようにして得られた本発明の金属無機複合水素化物は、空気中の酸素や水分と反応し難い。このため、長期間安定した状態で水素を貯蔵することができる。また、安全性に優れ、取り扱いも容易である。さらに、資源が豊富で、他分野において広く使用されているＳｉ、Ｇｅを利用するため、低コストで実用的である。
【０００９】
また、本発明の金属無機複合水素化物は、比較的低温で水素を放出することができる。後に詳しく説明するが、本発明の金属無機複合水素化物は、水素を放出することにより、金属とＳｉとの化合物（シリサイド）や、金属とＧｅとの化合物を生成する。これらシリサイド等の化合物は、耐酸化性、耐食性に優れ、電気特性も高い。このため、熱電材料、高温構造材料、半導体等のエネルギー・環境支援の材料として有用である。つまり、本発明の金属無機複合水素化物は、水素を安定に貯蔵できるだけでなく、水素放出後には熱電材料等として用いられる有用な化合物を生成する。
【００１０】
（２）本発明の金属無機複合水素化物の製造方法は、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、該原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させる機械的粉砕処理工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の製造方法によれば、原料混合物調製工程と、機械的粉砕処理工程との２つの工程により、上記本発明の金属無機複合水素化物を簡便に製造することができる。また、本発明の製造方法は、長期間安定した状態で水素を貯蔵するための水素貯蔵方法としても把握することができる。この場合、例えば、原料混合物調製工程の前に、金属水素化物生成工程を設けてもよい。すなわち、水素貯蔵方法を、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属を水素化し、金属水素化物を生成する金属水素化物生成工程と、該金属水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、該原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させる機械的粉砕処理工程と、を含んで構成してもよい。
【００１２】
（３）本発明の水素放出方法は、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させて製造した金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して、該金属無機複合水素化物から水素を放出させることを特徴とする。
【００１３】
上述したように、本発明の金属無機複合水素化物は、比較的低温で水素を放出することができる。よって、本発明の水素放出方法では、本発明の金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して、水素を放出させる。本発明の水素放出方法では、金属無機複合水素化物から水素が放出された後、金属とＳｉとの化合物や、金属とＧｅとの化合物が生成する。一例として、金属水素化物にＭｇＨ2を用い、無機材料にＳｉを用いた場合の、水素貯蔵、放出における一連の反応式を式（ｉ）に示す。
２ＭｇＨ2 ＋ Ｓｉ → ［金属無機複合水素化物］ → Ｍｇ2Ｓｉ ＋ ２Ｈ2 ・・・（ｉ）
式（ｉ）に示すように、水素（Ｈ2）を介してＭｇとＳｉとが反応する。ＭｇＨ2とＳｉとが複合化した金属無機複合水素化物には、ＳｉとＭｇＨ2との界面にＭｇ2Ｓｉが微量に生成している。そして、加熱により水素が放出されるとともに、Ｍｇ2Ｓｉの結晶が成長し、微細で均質なＭｇ2Ｓｉを生成する。このように、本発明の水素放出方法は、見方を変えれば、シリサイド等の化合物の製造方法としても把握することができる。
【００１４】
ところで、上述したように、シリサイド等の化合物は、熱電材料、光電気素子材料、固体電池材料等として利用することができる。例えば、特許第２９０５８７８号公報等に記載されているように、シリサイド等の化合物は、マグネシウム粉末、ケイ素粉末等の混合粉末にミリング助剤を加えて機械的粉砕処理した後、焼結して製造される。この製造方法では、原料にマグネシウム粉末を用いる。マグネシウムは軟らかいため、機械的粉砕処理にはミリング助剤が必要になる。よって、湿式混合となり、反応性が悪いため、機械的粉砕処理を５０時間以上の長時間行う必要がある。さらに、機械的粉砕処理の後には、４００〜９００℃の高温での焼結処理が必要となる。
【００１５】
一方、本発明の水素放出方法では、マグネシウム等の水素化物から金属無機複合水素化物を製造する。このため、機械的粉砕処理の際、ミリング助剤は必要なく乾式混合となる。したがって、反応性が高く、機械的粉砕処理の時間は短くてよい。また、本発明の水素放出方法によれば、水素を放出させる際の比較的低温下で化合物が生成され、生成した化合物を高温で焼結する必要はない。このように、本発明の水素放出方法は、シリサイド等の化合物の製造という点からも極めて有用である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の金属無機複合水素化物は、空気中の酸素や水分と反応し難い。このため、長期間安定した状態で水素を貯蔵することができ、安全性に優れ、取り扱いが容易である。また、本発明の金属無機複合水素化物に貯蔵された水素は、比較的低温にて取り出すことができる。また、本発明の製造方法によれば、上記本発明の金属無機複合水素化物を簡便に製造することができる。さらに、本発明の水素放出方法によれば、本発明の金属無機複合水素化物から容易に水素を得ることができることに加え、シリサイド等の化合物をも得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の金属無機複合水素化物、金属無機複合水素化物の製造方法、および水素放出方法について詳しく説明する。
【００１８】
〈金属無機複合水素化物〉
本発明の金属無機複合水素化物は、金属水素化物と無機材料とを含む原料混合物を機械的粉砕処理することにより得られ、金属水素化物と無機材料とが複合化してなる。
【００１９】
金属水素化物には、例えば、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属を、所定の圧力、温度下で水素化した水素化物を用いればよい。金属は、単体でもよく、Ｍｇ−Ｃａ等の合金であってもよい。例えば、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａは、軽量であり好適である。これらを水素化した水素化物として、ＬｉＨ、ＢｅＨ2、ＮａＨ、ＭｇＨ2、ＣａＨ2が挙げられる。これらの一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
【００２０】
無機材料は、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む材料であれば、特に限定されるものではない。例えば、Ｓｉ、Ｇｅをそれぞれ単体で用いてもよく、Ｓｉ3Ｎ4、ＣｏＳｉ、ＮｉＳｉ、ＰｔＳｉ、ＰｄＳｉ、ＴｉＳｉ、ＭｏＳｉ、ＷＳｉ、ＧｅＦｅ、ＧｅＡｌ等の化合物を用いてもよい。
【００２１】
金属水素化物と無機材料とは、例えば、水素放出後に生成される化合物の組成を考慮して、その化学量論比に応じて配合すればよい。例えば、水素を放出させた後にＭｇ2Ｓｉを得たい場合には、Ｍｇ：Ｓｉがモル比で２：１となるように配合すればよい。また、Ｌｉ4Ｓｉを得たい場合には、Ｌｉ：Ｓｉがモル比で４：１となるように配合すればよい。
【００２２】
原料混合物には、金属水素化物および無機材料の他、水素放出速度を向上させる触媒として遷移金属を加えてもよい。遷移金属の種類は、触媒能や水素放出後に生成される化合物の組成等を考慮して、適宜決定すればよい。例えば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｖ等が好適である。遷移金属の添加量は、水素貯蔵量を考慮して、原料混合物の全体を１００ｍｏｌ％とした場合の３ｍｏｌ％以下とすることが望ましい。２ｍｏｌ％以下とするとより好適である。一方、水素放出速度を速める触媒作用を効果的に発揮させるためには、遷移金属の添加量を１ｍｏｌ％以上とすることが望ましい。
【００２３】
機械的粉砕処理は、原料混合物を機械的粉砕を行う処理装置に収容し、所定の雰囲気にて行う。不活性ガス雰囲気、水素雰囲気で行うと好適である。ここで、Ｓｉ、Ｇｅ等、無機材料の表面は酸化されていることが多い。このため、無機材料から生じる酸素を希釈するために、機械的粉砕処理を加圧下で行うことが望ましい。また、機械的粉砕処理の温度は室温でよい。
【００２４】
機械的粉砕処理の種類は、特に限定されるものではなく、既に公知となっている噴射圧力や衝突力を利用した処理を用いればよい。例えば、メカニカルグライディング処理、メカニカルミリング処理、メカニカルアロイング処理等が挙げられる。特に、メカニカルグライディング処理が好適である。具体的には、例えば、遊星ボールミル、振動ボールミル、ジェットミル、ハンマーミル等を使用すればよい。原料混合物を収容する容器や、粉砕用ボール等の材質は、特に限定されるものではない。例えば、クロム鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロムモリブデン鋼等の構造用合金鋼製の容器、粉砕用ボール等を使用すればよい。
【００２５】
機械的粉砕処理の諸条件は、使用する装置に応じて、また、処理する原料混合物の量等を考慮して、適宜決定すればよい。例えば、粉砕エネルギーとしては、重力加速度の５倍（５Ｇ）以上が望ましい。また、処理の時間は、特に限定されるものではなく、例えば、１０〜３０時間程度処理すればよい。
【００２６】
機械的粉砕処理することにより、原料混合物は微粉砕され、金属水素化物と無機材料とが複合化する。例えば、ＭｇＨ2とＳｉとが複合化した金属無機複合水素化物では、０．２〜１μｍ程度のＭｇＨ2粒子が、１μｍ程度のＳｉ粒子表面を覆うような状態で複合化する。本発明の金属無機複合水素化物は、粉末状で使用してもよく、また、粉末を所定の形状に成形して使用してもよい。
【００２７】
〈金属無機複合水素化物の製造方法〉
本発明の金属無機複合水素化物の製造方法は、原料混合物調製工程と機械的粉砕処理工程とを含む。これら二つの工程の内容については、上記本発明の金属無機複合水素化物において説明したため、説明を省略する。なお、本発明の金属無機複合水素化物の製造方法は、原料混合物調製工程の前に、さらに、金属水素化物生成工程を追加して構成してもよい。すなわち、本発明の金属無機複合水素化物の製造方法を、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属を水素化し、金属水素化物を生成する金属水素化物生成工程と、該金属水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、該原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させる機械的粉砕処理工程と、を含んで構成してもよい。
【００２８】
ここで、金属水素化物生成工程では、例えば、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属を、２〜３ＭＰａ、３００〜５００℃程度の温度下で水素化すればよい。また、金属水素化物の生成と、原料混合物の調製、機械的粉砕処理とは、同じ容器で行ってもよく、別々の容器で行ってもよい。
【００２９】
〈水素放出方法〉
本発明の水素放出方法は、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させて製造した金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して、該金属無機複合水素化物から水素を放出させる。
【００３０】
本発明の水素放出方法における金属無機複合水素化物は、上記本発明の金属無機複合水素化物であるため、説明を省略する。本発明の水素放出方法では、金属無機複合水素化物を容器に収容し、２５０℃以上に加熱して、水素を放出させる。なお、加熱温度が低いと、水素放出に要する時間が長くなる。よって、効率的に水素の放出を行うには、３００℃以上に加熱するとよい。一方、省エネルギーの観点から、加熱温度を４５０℃以下とすることが望ましい。水素の放出は、真空雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気（大気圧）にて行えばよい。
【００３１】
本発明の水素放出方法では、金属無機複合水素化物から水素が放出された後、無機材料の種類に応じて、金属とＳｉとの化合物（シリサイド；Ｍｇ2Ｓｉ、Ｃａ2Ｓｉ、Ｌｉ4Ｓｉ等）や、金属とＧｅとの化合物（Ｍｇ2Ｇｅ、Ｃａ2Ｇｅ、Ｌｉ4Ｇｅ等）が生成する。例えば、無機材料としてＳｉを用いた場合は、水素放出後にシリサイドが生成される。生成されたシリサイド等の化合物は、熱電材料等、種々の用途に利用することができる。
【実施例】
【００３２】
上記実施形態に基づいて、本発明の金属無機複合水素化物を４種類製造した。製造した各金属無機複合水素化物の水素放出挙動を調べるとともに、水素放出後に得られた化合物の分析を行った。以下、金属無機複合水素化物の製造、その水素放出特性、および水素放出後に得られた化合物の分析について説明する。
【００３３】
（１）金属無機複合水素化物の製造
（ａ）実施例１の金属無機複合水素化物
金属水素化物としてＭｇＨ2を、無機材料としてＳｉを用いた。ＭｇＨ2にＳｉをモル比で２：１となるよう添加して原料混合物を調製した。調製した原料混合物の５ｇを、４０個のクロム鋼製のボール（外径９．５ｍｍ）と共にクロム鋼製の容器（容積３００ｍｌ）に入れ、遊星ボールミルＰ−５（ＦＲＩＴＳＣＨ社製）によりメカニカルグライディング処理（以下「ＭＧ処理」と称す。）した。ＭＧ処理は、室温下、アルゴンガスで約０．３ＭＰａに加圧して２４時間行った。粉砕エネルギーは５Ｇ（モーター回転速度１３００ｒｐｍ）とした。ＭＧ処理後に得られた複合体を、実施例１の金属無機複合水素化物とした。
【００３４】
実施例１の金属無機複合水素化物について、ＣｕΚα線を用いた粉末法によるＸ線回折測定を行った。図１に、実施例１の金属無機複合水素化物のＸ線回折パターンを示す。なお、図１には、Ｓｉ、ＭｇＨ2、Ｍｇ2ＳｉのＸ線回折パターンを併せて示す。図１に示すように、実施例１の金属無機複合水素化物のＸ線回折パターンには、Ｓｉ、ＭｇＨ2のピークに加えてＭｇ2Ｓｉのピークが見られる。これより、実施例１の金属無機複合水素化物には、ＳｉとＭｇＨ2とが混在しており、シリサイド（Ｍｇ2Ｓｉ）も微量に生成されていることがわかる。
【００３５】
（ｂ）実施例２の金属無機複合水素化物
上記（ａ）実施例１の金属無機複合水素化物の製造において、ＭｇＨ2およびＳｉに、Ｎｉを加えて原料混合物を調製し、それ以外は上記（ａ）と同様にして金属無機複合水素化物を製造した。Ｎｉの添加量は、原料混合物の全体を１００ｍｏｌ％とした場合の３ｍｏｌ％とした。得られた複合体を、実施例２の金属無機複合水素化物とした。
【００３６】
（ｃ）実施例３の金属無機複合水素化物
上記（ａ）実施例１の金属無機複合水素化物の製造において、Ｓｉに代えてＳｉ3Ｎ4を用いて原料混合物を調製し、それ以外は上記（ａ）と同様にして金属無機複合水素化物を製造した。得られた複合体を、実施例３の金属無機複合水素化物とした。
【００３７】
（ｄ）実施例４の金属無機複合水素化物
上記（ａ）実施例１の金属無機複合水素化物の製造において、ＭＧ処理を水素ガスの加圧下で行った以外は、上記（ａ）と同様にして金属無機複合水素化物を製造した。得られた複合体を、実施例４の金属無機複合水素化物とした。
【００３８】
（２）水素放出特性および水素放出後に得られた化合物の分析
まず、実施例１〜４の金属無機複合水素化物を加熱して、その水素放出挙動を調べた。図２〜図４に、熱脱離法により測定された実施例１〜３の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示す。図２は実施例１の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を、図３は実施例２の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を、図４は実施例３の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示す。また、比較のため、図５に、ＭＧ処理したＭｇＨ2（無機材料無し）の水素放出挙動を示す。各図中、点線は水素放出速度を示し、実線は水素放出量を示す。
【００３９】
図２、図４の点線で示すように、実施例１、３の金属無機複合水素化物では、３００℃を超えると水素が放出されはじめ、４００℃付近で水素放出速度が最大となった。また、図３の点線で示すように、実施例２の金属無機複合水素化物では、３００℃以下で水素が放出されはじめ、３５０℃付近で水素放出速度が最大となった。このように、実施例２の金属無機複合水素化物では、Ｎｉの触媒効果が発揮され、水素放出速度が向上している。一方、図５の点線で示すように、比較例のＭｇＨ2では、水素の放出開始温度は実施例１、３の金属無機複合水素化物と変わらないが、水素放出速度は５００℃付近で最大となった。 以上より、本発明の金属無機複合水素化物は、３００℃程度の比較的低温で水素を放出することが確認された。また、本発明の金属無機複合水素化物によれば、ＭｇＨ2と比較して、より低温で多量の水素を得られることがわかった。
【００４０】
次に、実施例１、４の金属無機複合水素化物から水素を放出させて得られた化合物（以下、それぞれ「実施例１の化合物」、「実施例４の化合物」と称す。）について、上記同様のＸ線回折測定を行った。図６に、実施例１、４の各化合物のＸ線回折パターンを示す。なお、図６には、試薬のＭｇ2Ｓｉ、および高周波溶解で得られた従来のＭｇ2ＳｉのＸ線回折パターンを併せて示す。
【００４１】
図６に示すように、実施例１、４の各化合物のＸ線回折パターンは、従来のＭｇ2ＳｉのＸ線回折パターンとほぼ同じである。また、実施例１、４の各化合物におけるＭｇ2Ｓｉの相比率は、それぞれ６５ｗｔ％、６８ｗｔ％となった。これより、実施例１、４の金属無機複合水素化物から水素を放出させることにより、Ｍｇ2Ｓｉが得られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の金属無機複合水素化物は、水素を安全な固体の形で多量に貯蔵でき、輸送も容易であるため、水素を長期間保存する水素貯蔵媒体として有用である。また、本発明の金属無機複合水素化物から水素を放出させた後は、シリサイド等の化合物が得られる。シリサイド等の化合物は、熱電材料、高温構造材料、半導体等のエネルギー・環境支援の材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の金属無機複合水素化物のＸ線回折パターンである。
【図２】実施例１の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示すグラフである。
【図３】実施例２の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示すグラフである。
【図４】実施例３の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示すグラフである。
【図５】ＭＧ処理したＭｇＨ2（無機材料無し：比較例）の水素放出挙動を示すグラフである。
【図６】実施例１、４の金属無機複合水素化物から水素を放出させて得られた化合物のＸ線回折パターンである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を貯蔵することのできる金属無機複合水素化物、その製造方法、および金属無機複合水素化物を用いた水素放出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の排出による地球の温暖化等の環境問題や、石油資源の枯渇等のエネルギー問題から、クリーンな代替エネルギーとして水素エネルギーが注目されている。水素エネルギーの実用化にむけて、水素を安全に貯蔵・輸送する技術の開発が重要となる。水素の貯蔵方法にはいくつかの候補があるが、なかでも水素を可逆的に吸蔵、放出することのできる水素吸蔵材料を用いる方法が有望である。水素吸蔵材料として、活性炭、フラーレン、ナノチューブ等の炭素材料や、種々の金属水素化物が知られている。
【０００３】
例えば、マグネシウム（Ｍｇ）は、水素と反応してＭｇＨ2なる水素化物を生成する。マグネシウムは、軽量で、資源的に豊富である。また、その水素化物の水素吸蔵量は大きい。このため、マグネシウムを利用した種々の水素吸蔵材料が開発されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】大角泰章著，「新版 水素吸蔵合金−その物性と応用−」， 株式会社アグネ技術センター，１９９９年２月５日，ｐ．１４１−１６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非特許文献１等に記載されているように、マグネシウム系の材料は、水素吸蔵材料として有望である。一方、本発明者は、水素吸蔵材料の開発において、他分野で広く使用されているケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の利用について鋭意研究を重ねた。その結果、ＭｇＨ2等の金属水素化物とＳｉ、Ｇｅ等の無機材料とを複合化することで、水素を安定に貯蔵することのできる金属無機複合水素化物が得られるという知見を得た。
【０００５】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、長期間安定して多量の水素を貯蔵することのできる金属無機複合水素化物、およびその製造方法を提供することを課題とする。また、その金属無機複合水素化物から、貯蔵した水素を放出させる水素放出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の金属無機複合水素化物は、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理することにより得られ、該金属の水素化物と該無機材料とが複合化してなることを特徴とする。
【０００７】
アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物（以下、適宜「金属水素化物」と称す。）と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料（以下、適宜、単に「無機材料」と称す。）とは、乾式混合が可能であり、両者の反応性は極めて高い。このため、短時間の機械的粉砕処理により、容易に複合化することができる。金属水素化物および無機材料は、機械的粉砕処理により微粉化され、両粉体の界面で複合化反応が進行する。そして、金属水素化物の粒子が無機材料の粒子表面を覆うような状態で複合化すると考えられる。
【０００８】
このようにして得られた本発明の金属無機複合水素化物は、空気中の酸素や水分と反応し難い。このため、長期間安定した状態で水素を貯蔵することができる。また、安全性に優れ、取り扱いも容易である。さらに、資源が豊富で、他分野において広く使用されているＳｉ、Ｇｅを利用するため、低コストで実用的である。
【０００９】
また、本発明の金属無機複合水素化物は、比較的低温で水素を放出することができる。後に詳しく説明するが、本発明の金属無機複合水素化物は、水素を放出することにより、金属とＳｉとの化合物（シリサイド）や、金属とＧｅとの化合物を生成する。これらシリサイド等の化合物は、耐酸化性、耐食性に優れ、電気特性も高い。このため、熱電材料、高温構造材料、半導体等のエネルギー・環境支援の材料として有用である。つまり、本発明の金属無機複合水素化物は、水素を安定に貯蔵できるだけでなく、水素放出後には熱電材料等として用いられる有用な化合物を生成する。
【００１０】
（２）本発明の金属無機複合水素化物の製造方法は、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、該原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させる機械的粉砕処理工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の製造方法によれば、原料混合物調製工程と、機械的粉砕処理工程との２つの工程により、上記本発明の金属無機複合水素化物を簡便に製造することができる。また、本発明の製造方法は、長期間安定した状態で水素を貯蔵するための水素貯蔵方法としても把握することができる。この場合、例えば、原料混合物調製工程の前に、金属水素化物生成工程を設けてもよい。すなわち、水素貯蔵方法を、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属を水素化し、金属水素化物を生成する金属水素化物生成工程と、該金属水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、該原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させる機械的粉砕処理工程と、を含んで構成してもよい。
【００１２】
（３）本発明の水素放出方法は、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させて製造した金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して、該金属無機複合水素化物から水素を放出させることを特徴とする。
【００１３】
上述したように、本発明の金属無機複合水素化物は、比較的低温で水素を放出することができる。よって、本発明の水素放出方法では、本発明の金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して、水素を放出させる。本発明の水素放出方法では、金属無機複合水素化物から水素が放出された後、金属とＳｉとの化合物や、金属とＧｅとの化合物が生成する。一例として、金属水素化物にＭｇＨ2を用い、無機材料にＳｉを用いた場合の、水素貯蔵、放出における一連の反応式を式（ｉ）に示す。
２ＭｇＨ2 ＋ Ｓｉ → ［金属無機複合水素化物］ → Ｍｇ2Ｓｉ ＋ ２Ｈ2 ・・・（ｉ）
式（ｉ）に示すように、水素（Ｈ2）を介してＭｇとＳｉとが反応する。ＭｇＨ2とＳｉとが複合化した金属無機複合水素化物には、ＳｉとＭｇＨ2との界面にＭｇ2Ｓｉが微量に生成している。そして、加熱により水素が放出されるとともに、Ｍｇ2Ｓｉの結晶が成長し、微細で均質なＭｇ2Ｓｉを生成する。このように、本発明の水素放出方法は、見方を変えれば、シリサイド等の化合物の製造方法としても把握することができる。
【００１４】
ところで、上述したように、シリサイド等の化合物は、熱電材料、光電気素子材料、固体電池材料等として利用することができる。例えば、特許第２９０５８７８号公報等に記載されているように、シリサイド等の化合物は、マグネシウム粉末、ケイ素粉末等の混合粉末にミリング助剤を加えて機械的粉砕処理した後、焼結して製造される。この製造方法では、原料にマグネシウム粉末を用いる。マグネシウムは軟らかいため、機械的粉砕処理にはミリング助剤が必要になる。よって、湿式混合となり、反応性が悪いため、機械的粉砕処理を５０時間以上の長時間行う必要がある。さらに、機械的粉砕処理の後には、４００〜９００℃の高温での焼結処理が必要となる。
【００１５】
一方、本発明の水素放出方法では、マグネシウム等の水素化物から金属無機複合水素化物を製造する。このため、機械的粉砕処理の際、ミリング助剤は必要なく乾式混合となる。したがって、反応性が高く、機械的粉砕処理の時間は短くてよい。また、本発明の水素放出方法によれば、水素を放出させる際の比較的低温下で化合物が生成され、生成した化合物を高温で焼結する必要はない。このように、本発明の水素放出方法は、シリサイド等の化合物の製造という点からも極めて有用である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の金属無機複合水素化物は、空気中の酸素や水分と反応し難い。このため、長期間安定した状態で水素を貯蔵することができ、安全性に優れ、取り扱いが容易である。また、本発明の金属無機複合水素化物に貯蔵された水素は、比較的低温にて取り出すことができる。また、本発明の製造方法によれば、上記本発明の金属無機複合水素化物を簡便に製造することができる。さらに、本発明の水素放出方法によれば、本発明の金属無機複合水素化物から容易に水素を得ることができることに加え、シリサイド等の化合物をも得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の金属無機複合水素化物、金属無機複合水素化物の製造方法、および水素放出方法について詳しく説明する。
【００１８】
〈金属無機複合水素化物〉
本発明の金属無機複合水素化物は、金属水素化物と無機材料とを含む原料混合物を機械的粉砕処理することにより得られ、金属水素化物と無機材料とが複合化してなる。
【００１９】
金属水素化物には、例えば、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属を、所定の圧力、温度下で水素化した水素化物を用いればよい。金属は、単体でもよく、Ｍｇ−Ｃａ等の合金であってもよい。例えば、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａは、軽量であり好適である。これらを水素化した水素化物として、ＬｉＨ、ＢｅＨ2、ＮａＨ、ＭｇＨ2、ＣａＨ2が挙げられる。これらの一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
【００２０】
無機材料は、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む材料であれば、特に限定されるものではない。例えば、Ｓｉ、Ｇｅをそれぞれ単体で用いてもよく、Ｓｉ3Ｎ4、ＣｏＳｉ、ＮｉＳｉ、ＰｔＳｉ、ＰｄＳｉ、ＴｉＳｉ、ＭｏＳｉ、ＷＳｉ、ＧｅＦｅ、ＧｅＡｌ等の化合物を用いてもよい。
【００２１】
金属水素化物と無機材料とは、例えば、水素放出後に生成される化合物の組成を考慮して、その化学量論比に応じて配合すればよい。例えば、水素を放出させた後にＭｇ2Ｓｉを得たい場合には、Ｍｇ：Ｓｉがモル比で２：１となるように配合すればよい。また、Ｌｉ4Ｓｉを得たい場合には、Ｌｉ：Ｓｉがモル比で４：１となるように配合すればよい。
【００２２】
原料混合物には、金属水素化物および無機材料の他、水素放出速度を向上させる触媒として遷移金属を加えてもよい。遷移金属の種類は、触媒能や水素放出後に生成される化合物の組成等を考慮して、適宜決定すればよい。例えば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｖ等が好適である。遷移金属の添加量は、水素貯蔵量を考慮して、原料混合物の全体を１００ｍｏｌ％とした場合の３ｍｏｌ％以下とすることが望ましい。２ｍｏｌ％以下とするとより好適である。一方、水素放出速度を速める触媒作用を効果的に発揮させるためには、遷移金属の添加量を１ｍｏｌ％以上とすることが望ましい。
【００２３】
機械的粉砕処理は、原料混合物を機械的粉砕を行う処理装置に収容し、所定の雰囲気にて行う。不活性ガス雰囲気、水素雰囲気で行うと好適である。ここで、Ｓｉ、Ｇｅ等、無機材料の表面は酸化されていることが多い。このため、無機材料から生じる酸素を希釈するために、機械的粉砕処理を加圧下で行うことが望ましい。また、機械的粉砕処理の温度は室温でよい。
【００２４】
機械的粉砕処理の種類は、特に限定されるものではなく、既に公知となっている噴射圧力や衝突力を利用した処理を用いればよい。例えば、メカニカルグライディング処理、メカニカルミリング処理、メカニカルアロイング処理等が挙げられる。特に、メカニカルグライディング処理が好適である。具体的には、例えば、遊星ボールミル、振動ボールミル、ジェットミル、ハンマーミル等を使用すればよい。原料混合物を収容する容器や、粉砕用ボール等の材質は、特に限定されるものではない。例えば、クロム鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロムモリブデン鋼等の構造用合金鋼製の容器、粉砕用ボール等を使用すればよい。
【００２５】
機械的粉砕処理の諸条件は、使用する装置に応じて、また、処理する原料混合物の量等を考慮して、適宜決定すればよい。例えば、粉砕エネルギーとしては、重力加速度の５倍（５Ｇ）以上が望ましい。また、処理の時間は、特に限定されるものではなく、例えば、１０〜３０時間程度処理すればよい。
【００２６】
機械的粉砕処理することにより、原料混合物は微粉砕され、金属水素化物と無機材料とが複合化する。例えば、ＭｇＨ2とＳｉとが複合化した金属無機複合水素化物では、０．２〜１μｍ程度のＭｇＨ2粒子が、１μｍ程度のＳｉ粒子表面を覆うような状態で複合化する。本発明の金属無機複合水素化物は、粉末状で使用してもよく、また、粉末を所定の形状に成形して使用してもよい。
【００２７】
〈金属無機複合水素化物の製造方法〉
本発明の金属無機複合水素化物の製造方法は、原料混合物調製工程と機械的粉砕処理工程とを含む。これら二つの工程の内容については、上記本発明の金属無機複合水素化物において説明したため、説明を省略する。なお、本発明の金属無機複合水素化物の製造方法は、原料混合物調製工程の前に、さらに、金属水素化物生成工程を追加して構成してもよい。すなわち、本発明の金属無機複合水素化物の製造方法を、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属を水素化し、金属水素化物を生成する金属水素化物生成工程と、該金属水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、該原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させる機械的粉砕処理工程と、を含んで構成してもよい。
【００２８】
ここで、金属水素化物生成工程では、例えば、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属を、２〜３ＭＰａ、３００〜５００℃程度の温度下で水素化すればよい。また、金属水素化物の生成と、原料混合物の調製、機械的粉砕処理とは、同じ容器で行ってもよく、別々の容器で行ってもよい。
【００２９】
〈水素放出方法〉
本発明の水素放出方法は、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させて製造した金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して、該金属無機複合水素化物から水素を放出させる。
【００３０】
本発明の水素放出方法における金属無機複合水素化物は、上記本発明の金属無機複合水素化物であるため、説明を省略する。本発明の水素放出方法では、金属無機複合水素化物を容器に収容し、２５０℃以上に加熱して、水素を放出させる。なお、加熱温度が低いと、水素放出に要する時間が長くなる。よって、効率的に水素の放出を行うには、３００℃以上に加熱するとよい。一方、省エネルギーの観点から、加熱温度を４５０℃以下とすることが望ましい。水素の放出は、真空雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気（大気圧）にて行えばよい。
【００３１】
本発明の水素放出方法では、金属無機複合水素化物から水素が放出された後、無機材料の種類に応じて、金属とＳｉとの化合物（シリサイド；Ｍｇ2Ｓｉ、Ｃａ2Ｓｉ、Ｌｉ4Ｓｉ等）や、金属とＧｅとの化合物（Ｍｇ2Ｇｅ、Ｃａ2Ｇｅ、Ｌｉ4Ｇｅ等）が生成する。例えば、無機材料としてＳｉを用いた場合は、水素放出後にシリサイドが生成される。生成されたシリサイド等の化合物は、熱電材料等、種々の用途に利用することができる。
【実施例】
【００３２】
上記実施形態に基づいて、本発明の金属無機複合水素化物を４種類製造した。製造した各金属無機複合水素化物の水素放出挙動を調べるとともに、水素放出後に得られた化合物の分析を行った。以下、金属無機複合水素化物の製造、その水素放出特性、および水素放出後に得られた化合物の分析について説明する。
【００３３】
（１）金属無機複合水素化物の製造
（ａ）実施例１の金属無機複合水素化物
金属水素化物としてＭｇＨ2を、無機材料としてＳｉを用いた。ＭｇＨ2にＳｉをモル比で２：１となるよう添加して原料混合物を調製した。調製した原料混合物の５ｇを、４０個のクロム鋼製のボール（外径９．５ｍｍ）と共にクロム鋼製の容器（容積３００ｍｌ）に入れ、遊星ボールミルＰ−５（ＦＲＩＴＳＣＨ社製）によりメカニカルグライディング処理（以下「ＭＧ処理」と称す。）した。ＭＧ処理は、室温下、アルゴンガスで約０．３ＭＰａに加圧して２４時間行った。粉砕エネルギーは５Ｇ（モーター回転速度１３００ｒｐｍ）とした。ＭＧ処理後に得られた複合体を、実施例１の金属無機複合水素化物とした。
【００３４】
実施例１の金属無機複合水素化物について、ＣｕΚα線を用いた粉末法によるＸ線回折測定を行った。図１に、実施例１の金属無機複合水素化物のＸ線回折パターンを示す。なお、図１には、Ｓｉ、ＭｇＨ2、Ｍｇ2ＳｉのＸ線回折パターンを併せて示す。図１に示すように、実施例１の金属無機複合水素化物のＸ線回折パターンには、Ｓｉ、ＭｇＨ2のピークに加えてＭｇ2Ｓｉのピークが見られる。これより、実施例１の金属無機複合水素化物には、ＳｉとＭｇＨ2とが混在しており、シリサイド（Ｍｇ2Ｓｉ）も微量に生成されていることがわかる。
【００３５】
（ｂ）実施例２の金属無機複合水素化物
上記（ａ）実施例１の金属無機複合水素化物の製造において、ＭｇＨ2およびＳｉに、Ｎｉを加えて原料混合物を調製し、それ以外は上記（ａ）と同様にして金属無機複合水素化物を製造した。Ｎｉの添加量は、原料混合物の全体を１００ｍｏｌ％とした場合の３ｍｏｌ％とした。得られた複合体を、実施例２の金属無機複合水素化物とした。
【００３６】
（ｃ）実施例３の金属無機複合水素化物
上記（ａ）実施例１の金属無機複合水素化物の製造において、Ｓｉに代えてＳｉ3Ｎ4を用いて原料混合物を調製し、それ以外は上記（ａ）と同様にして金属無機複合水素化物を製造した。得られた複合体を、実施例３の金属無機複合水素化物とした。
【００３７】
（ｄ）実施例４の金属無機複合水素化物
上記（ａ）実施例１の金属無機複合水素化物の製造において、ＭＧ処理を水素ガスの加圧下で行った以外は、上記（ａ）と同様にして金属無機複合水素化物を製造した。得られた複合体を、実施例４の金属無機複合水素化物とした。
【００３８】
（２）水素放出特性および水素放出後に得られた化合物の分析
まず、実施例１〜４の金属無機複合水素化物を加熱して、その水素放出挙動を調べた。図２〜図４に、熱脱離法により測定された実施例１〜３の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示す。図２は実施例１の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を、図３は実施例２の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を、図４は実施例３の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示す。また、比較のため、図５に、ＭＧ処理したＭｇＨ2（無機材料無し）の水素放出挙動を示す。各図中、点線は水素放出速度を示し、実線は水素放出量を示す。
【００３９】
図２、図４の点線で示すように、実施例１、３の金属無機複合水素化物では、３００℃を超えると水素が放出されはじめ、４００℃付近で水素放出速度が最大となった。また、図３の点線で示すように、実施例２の金属無機複合水素化物では、３００℃以下で水素が放出されはじめ、３５０℃付近で水素放出速度が最大となった。このように、実施例２の金属無機複合水素化物では、Ｎｉの触媒効果が発揮され、水素放出速度が向上している。一方、図５の点線で示すように、比較例のＭｇＨ2では、水素の放出開始温度は実施例１、３の金属無機複合水素化物と変わらないが、水素放出速度は５００℃付近で最大となった。 以上より、本発明の金属無機複合水素化物は、３００℃程度の比較的低温で水素を放出することが確認された。また、本発明の金属無機複合水素化物によれば、ＭｇＨ2と比較して、より低温で多量の水素を得られることがわかった。
【００４０】
次に、実施例１、４の金属無機複合水素化物から水素を放出させて得られた化合物（以下、それぞれ「実施例１の化合物」、「実施例４の化合物」と称す。）について、上記同様のＸ線回折測定を行った。図６に、実施例１、４の各化合物のＸ線回折パターンを示す。なお、図６には、試薬のＭｇ2Ｓｉ、および高周波溶解で得られた従来のＭｇ2ＳｉのＸ線回折パターンを併せて示す。
【００４１】
図６に示すように、実施例１、４の各化合物のＸ線回折パターンは、従来のＭｇ2ＳｉのＸ線回折パターンとほぼ同じである。また、実施例１、４の各化合物におけるＭｇ2Ｓｉの相比率は、それぞれ６５ｗｔ％、６８ｗｔ％となった。これより、実施例１、４の金属無機複合水素化物から水素を放出させることにより、Ｍｇ2Ｓｉが得られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の金属無機複合水素化物は、水素を安全な固体の形で多量に貯蔵でき、輸送も容易であるため、水素を長期間保存する水素貯蔵媒体として有用である。また、本発明の金属無機複合水素化物から水素を放出させた後は、シリサイド等の化合物が得られる。シリサイド等の化合物は、熱電材料、高温構造材料、半導体等のエネルギー・環境支援の材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の金属無機複合水素化物のＸ線回折パターンである。
【図２】実施例１の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示すグラフである。
【図３】実施例２の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示すグラフである。
【図４】実施例３の金属無機複合水素化物の水素放出挙動を示すグラフである。
【図５】ＭＧ処理したＭｇＨ2（無機材料無し：比較例）の水素放出挙動を示すグラフである。
【図６】実施例１、４の金属無機複合水素化物から水素を放出させて得られた化合物のＸ線回折パターンである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理することにより得られ、該金属の水素化物と該無機材料とが複合化してなる金属無機複合水素化物。
【請求項２】
前記金属は、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａから選ばれる一種以上からなる請求項１に記載の金属無機複合水素化物。
【請求項３】
前記金属の水素化物は、ＬｉＨ、ＢｅＨ2、ＮａＨ、ＭｇＨ2、ＣａＨ2から選ばれる一種以上である請求項１に記載の金属無機複合水素化物。
【請求項４】
前記原料混合物は、水素放出速度を向上させる触媒として遷移金属を含む請求項１に記載の金属無機複合水素化物。
【請求項５】
アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、
該原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させる機械的粉砕処理工程と、
を含む金属無機複合水素化物の製造方法。
【請求項６】
アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させて製造した金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して、該金属無機複合水素化物から水素を放出させる水素放出方法。
【請求項７】
前記無機材料はＳｉであり、
前記金属無機複合水素化物は、水素を放出してシリサイドを生成する請求項７に記載の水素放出方法。
【請求項１】
アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理することにより得られ、該金属の水素化物と該無機材料とが複合化してなる金属無機複合水素化物。
【請求項２】
前記金属は、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａから選ばれる一種以上からなる請求項１に記載の金属無機複合水素化物。
【請求項３】
前記金属の水素化物は、ＬｉＨ、ＢｅＨ2、ＮａＨ、ＭｇＨ2、ＣａＨ2から選ばれる一種以上である請求項１に記載の金属無機複合水素化物。
【請求項４】
前記原料混合物は、水素放出速度を向上させる触媒として遷移金属を含む請求項１に記載の金属無機複合水素化物。
【請求項５】
アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、
該原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させる機械的粉砕処理工程と、
を含む金属無機複合水素化物の製造方法。
【請求項６】
アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる一種以上からなる金属の水素化物と、ＳｉおよびＧｅの少なくとも一方を含む無機材料と、を含む原料混合物を機械的粉砕処理し、該金属の水素化物と該無機材料とを複合化させて製造した金属無機複合水素化物を２５０℃以上に加熱して、該金属無機複合水素化物から水素を放出させる水素放出方法。
【請求項７】
前記無機材料はＳｉであり、
前記金属無機複合水素化物は、水素を放出してシリサイドを生成する請求項７に記載の水素放出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−３７１９３（Ｐ２００６−３７１９３Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２１６６２（Ｐ２００４−２２１６６２）
【出願日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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