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ディスプロポーショネーションの材料科学とその工学的応用

Research Project

Project/Area Number 20656113
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

乾 晴行  Kyoto University, 工学研究科, 教授 (30213135)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岸田 恭輔  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20354178)
田中 克志  京都大学, 工学研究科, 准教授 (30236575)
岡本 範彦  京都大学, 工学研究科, 助教 (60505692)
Project Period (FY) 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Keywords不均化反応 / 水素吸蔵 / 形成エンタルピー / 解離温度 / 可逆的水素吸蔵量 / ハイブリッド化合物 / 超積層体 / 応力効果
Research Abstract

地球環境保全のためCO_2ガス排出量の削減に向け多くの取り組みがなされる中,自動車駆動電源としての水素エネルギーが注目されている.実用的には水素をより多く吸蔵する合金が必要であり,Mg系合金に研究が集中している.Mg系合金では,La-Ni系合金とハイブリッドな水素吸蔵合金を作製すると不均化反応が抑制でき可逆的水素吸蔵放出量を維持できたり,遷移金属との積層体で一連の不均化反応を利用して可逆的水素吸蔵放出量や水素化反応速度を増加させ,水素の放出温度を本質的に低下させる試みがなされていたりと,不均化反応が重要な役割を果たすことが明らかになりつつある.本研究では,不均化反応を促進あるいは抑制する因子を実験的,理論的に探求し,不均化反応を積極的に工学的に応用する方策を見出すことを目的とした.特に,純Mgの水素放出温度に及ぼす応力効果,RE-Ni-Mg(RE:希土類金属)系におけるハイブリッド化合物の不均化反応抑制機構を調べた.純Mgはその水素化物の解離温度が350度と高いが,解離時に応力が加わると解離温度が低くなるとの仮説のものと,熱力学的に解離温度-応力の関係を導き,これを実証した.実証では,計算に基づいて4GPaの応力下,270度で水素化物の解離を行わせ,X線回折により純Mgの体積分率が大きく増加することを見出した.RE-Ni-Mg系ハイブリッド化合物では,REとしてCeを添加するほど不均化反応が促進され,Niの代わりにCoを添加するほど不均化反応が抑制されることを明らかにした.不均化反応の促進,抑制は水素化物の生成エンタルピーの変化により熱力学的に説明でき,ハイブリッド化合物の電池としての応用上,重要な知見が得られた.

Report

(1 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2009 2008

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Processing, microstructure, and thermal expansion measurements for high temnerature Ru-Al-Cr B2 alloys2009

    • Author(s)
      H. Inui
    • Journal Title

      Materials Research Society Symposium Proceedings 1128

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructures and Hydrogen Permeability of Directionally Solidified Nb-Ni-Ti Alloys with the Nb-NiTi Eutectic Microstructure2008

    • Author(s)
      H. Inui
    • Journal Title

      Intermetallics 16

      Pages: 88-95

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of Battery Peiformance by Surface Modification of Crystalline Solid Electrolyte for All Solid-State Lithium Batteries2008

    • Author(s)
      H. Inui
    • Journal Title

      ECS transactions 6

      Pages: 1-4

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mg添加RE_2Ni_7基水素吸蔵合金の相平衡と結晶構造2009

    • Author(s)
      乾晴行
    • Organizer
      日本金属学会2009年春期(第144回)大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2009-03-27
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] La-Ni系合金の水素吸蔵特性に及ぼすブロック層構成比の影響2008

    • Author(s)
      乾晴行
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-23
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Ceを含む希土類-Mg-Ni系合金の水素吸蔵放出特性と構造解析(I)2008

    • Author(s)
      乾晴行
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-23
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Ceを含む希土類-Mg-Ni糸合金の水素吸蔵放出特性と構超解析(II)2008

    • Author(s)
      乾晴行
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-23
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 一方向配列Nb相を含む複相合金の組織形態と水素透過特性2008

    • Author(s)
      乾晴行
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-23
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 耐熱構造材料, 熱電材料, 電池材料2008

    • Author(s)
      乾晴行
    • Organizer
      JST第4期科学技術基本計画ワーグショップ
    • Place of Presentation
      科学技術振興機構別館
    • Year and Date
      2008-07-25
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrogen Permeation Properties of Directionally Solidified Nb-NiTi Alloys2008

    • Author(s)
      H. Inui
    • Organizer
      International Symposium on Metal-Hydrogen Systems (MH-2008)
    • Place of Presentation
      University of Iceland
    • Year and Date
      2008-06-23
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2016-04-21  

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