凝縮プラズマ系の電気化学的・分光学的基礎研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08405055
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 伊藤 靖彦 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20026066)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 雨澤 浩史 京都大学, 人間・環境学研究科, 助手 (90263136) ; 野平 俊之 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (00303876) ; 冨井 洋一 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (90026245) ; 福中 康博 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (60111936) ; 萩原 理加 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (30237911)
• Keywords: 凝縮プラズマ / ラディカル種ないしはイオン種 / プラズマ / 電気化学 / 水素吸蔵 / 結晶成長 / 窒化 / 無重力

Research Abstract

前々年度および前年度にて遂行された(1)〜(9)の小研究項目に引き続き、さらに得られた成果を発展させ、以下に示す新たな研究成果を得た。なお、本研究で明らかにされた凝縮プラズマ系の電気化学反応は、その重要性から、第7回日中国際溶融塩会議('98,Oct.,於西安)で高く評価され、学術雑誌「Plasma&Ions」の創刊に繋がった。
(10) 凝縮プラズマ溶融塩反応におけるグラファイト相間化合物の創製と分光学的測定(主担当萩原、分担福中、野平)
XPSやRamman等の分光学的手法によって、Cu10AsF6とAHFにおける沸化物反応では、平面上のCFによって覆われることを明らかにした。
(11) 凝縮プラズマ溶融塩反応を利用した水素吸蔵合金の生成(主担当野平、分担福中、冨井)
PdよりもPd-Li合金の方が水素吸蔵能が大きいことを電気化学的な測定によって明らかにした。
(12) 凝縮プラズマ溶融塩塩化物反応(主担当伊藤、分担野平、雨澤)
金属Tiが酸化反応(N3-)および還元反応(NO3-)の両方によってTiN膜を生成する極めて新しい事実を、世界に先駆けて見い出した。これらの結果は、他の窒素化合物FeNx、ZrN、WN、NbNが凝縮プラズマ電気化学反応による生成を可能とした。
(13) 凝縮プラズマ溶融塩反応成膜条件、成膜形態と膜構造及び機能(主担当伊藤、分担当萩原、雨澤)
放電電析における凝縮プラズマ反応を試み、電気化学回路の改善と工夫によって、NiやAg等の微粉末を安定的に生成させ得る条件を電気化学的な測定によって明らかにした。今後はこれら物質の機能探索を行う。
(14) 凝縮プラズマ高密度気体反応(主担当冨井、分担当後藤、雨澤)
DCアークプラズマジェット法によって、金属Tiの表面に100〜200μm厚さのTiNおよびTi2N厚膜コーティングを可能とした。また、TiN生成反応においては、水素ラディカルが重要な役割を果たしていることを300〜800μmの分光測定によって明らかにした。
(15) 凝縮プラズマ反応に及ぼす重力の影響(主担当福中、分担当冨井、雨澤)
JAMICの微少重力環境実験装置を用いて、凝縮プラズマ電析形態に及ぼす重力効果が調べられた。微少重力は、電析金属の核生成又は結晶成長に影響を与え、無重力電析では確実に大きな結晶が得られることが示された。

Research Products

• [Publications] R.Hagiwara,M.Ito and Y.Ito: "Graphite Intercalation Compounds of Lanthanide Metals Prepared in Molten Chlorides" Carbon. 34・12. 1591-1593 (1996)
• [Publications] T.Nohira and Y.Ito: "Electrochemical Hydrogen Absorbing Behavior of Pd and Pd-Li Alloys in a Molten LiCl-KCl-LiH System" J.Electrochem.Soc.144・7. 2290-2295 (1997)
• [Publications] T.Goto,M.Tada,Y.Ito: "Electrochemical Behavior of Nitride Ions in a Molten Chloride System" J.Electrochem.Soc.144・7. 2271-2276 (1997)
• [Publications] J.Kondoh,S.Kikuchi,Y.Tomii and Y.Ito: "Thin film quantitative microanalysis of the cation composition in ceramics with the ultrathin-window-type-energy-dispersive X-ray spectroscopy in a transmission electron microscope" Philosophical Magazine B. 76・1. 23-45 (1997)
• [Publications] K.Nasako,Y.Ito,N.Hiro and M.Osumi: "Stress on a reaction vessel by the swelling of a hydrogen absorbing alloy" J.Alloys and Compounds. 264・. 271-276 (1998)
• [Publications] R.Hagiwara,Y.Ito: "Electrochemical behavior of a graphite anode in fluorosulfonic acid at-78℃" J.Fluorine Chem.87・. 185-188 (1998)
• [Publications] J.Kondoh,T.Kawashima,S.Kikuchi,Y.Tomii and Y.Ito: "Effect of aging on yttria-stabilized zirconia I:A study of its electrochemical properties" J.Electrochem.Soc.145・5. 1527-1536 (1998)
• [Publications] J.Kondoh,S.Kikuchi,Y.Tomii and Y.Ito: "Effect of aging on yttria-stabilized zirconia II:A study of the effect of the microstructure on conductivity" J.Electrochem.Soc. 145・5. 1536-1550 (1998)
• [Publications] J.Kondoh,S.Kikuchi,Y.Tomii and Y.Ito: "Effect of aging on yttria-stabilized zirconia III:A study of the effect of local structures on conductivity" J.Electrochem.Soc.145・5. 1550-1560 (1998)
• [Publications] R.Hagiwara,K.Tozawa,Y.Ito: "Reactions of graphite hexafluoroarsenates with fluorobases in anhydrous hydrogen fluoride" J.Fluorine Chem.88・. 201-206 (1998)
• [Publications] T.Nohira,Y.Ito: "Thermodynamic Properties of Pd-Li Alloys" J.Electrochem.Soc.145・3. 785-790 (1998)
• [Publications] Y.Ito and T.Goto: "Thermodynamic and Kinetic Properties of the N2 Gas Electrode in a Moten LiCl-KCl-Li3N System" Molten Salt Forum. 5・. 279-286 (1998)
• [Publications] K.Amezawa,S.Kjelstrup,T.Norby and Y.Ito: "Protonic and Native Conduction in Sr-Substituted LaPO4 Studied by Thermoelectric Power Measurements" J.Electrochem.Soc.145・10. 3313-3319 (1998)
• [Publications] K.Nasako,Y.Ito and M.Osumi: "Intermittent heat transport using hydrogen absorbing alloys" J.Hydrogen Energy. 123・9. 815-824 (1998)
• [Publications] K.Nasako,Y.Ito and M.Osumi: "Long-distance heat transport system using a hydrogen compressor" J.Hydrogen Energy. 123・10. 911-919 (1998)
• [Publications] K.Nasako,Y.Ito,N.Hiro and M.Osumi: "Relaxation of internal stress generated in hydrogen alloy vessels" J.Hydrogen Energy. 123・10. 921-929 (1998)
• [Publications] S.Terada,I.Nagashima,K.Higaki and Y.Ito: "Stability of LiAlO2 as electroltye matrix for molten carbonate fuelcells" Journal of Power Sources. 75・. 223-229 (1998)
• [Publications] T.Goto and Y.Ito: "Electrochemical Reduction of Nitrogen Gas in a Molten Chloride System" Electrochim.Acta. 143・21-22. 3379-3384 (1998)
• [Publications] H.Kawamura,K.Moritani and Y.Ito: "Discharge electrolysis in molten chloride: formation of fine silver particles" Plasmas and Ions. 1・1. 29-36 (1998)
• [Publications] K.Hachiya and Y.Ito: "Molecular dynamics simulations of the self-diffusion phenomena in Ni2Y intermetallic phase" J.Alloys and Compounds. 279・2. 171-178 (1998)
• [Publications] H.Kawamura,K.Moritani and Y.Ito: "Formation of Fine Nickel Particles by Discharge Electrolysis in Molten Chloride System" J.Jpn.Soc.Powder Powder Metall. 145・12. 1142-1147 (1998)
• [Publications] K.Nasako,Y.Ito,N.Hiro and M.Osumi: "Stress on a reaction vessel by the swelling of a hydrogen absorbing alloy" Journal of Alloys and Compounds. 126・1-2. 271-276 (1998)
• [Publications] M.Tamaki,Y.Tomii,N.Yamamoto,H.Kuwahara & I.Nishikawa: "An Investigation of Titanium Nitride Prepared by a Dc Arc Plasma Jet" Journal of Material Synthesis and Processing. (in press). (1998)
• [Publications] Y.Fukunaka,K.Okano,Y.Tomii,Z.Asaki,and K.Kuribayashi(ISAS): "Electrodeposition of Copper under Microgravity" Proc.of the 3rd Symp.on "Electrochemically Deposited Thin Films",Ed.by M.Paunovic and D.A.Scherson,The Electrochemical Society. 96-19. 136-147
• [Publications] 萩原理加: "S_2O_6F_2 フッ素化学入門-基礎と実験法-" 日本学術振興会フッ素化学第155委員会編、日刊工業新聞社, 359 (1997)
• [Publications] 萩原理加: "銀のフッ化物、錯体 フッ素化学入門-基礎と実験法-" 日本学術振興会フッ素化学第155委員会編、日刊工業新聞社, 359 (1997)
• [Publications] 冨井洋一: "ナイトライドセラミックス" 日刊工業新聞社, 174 (1998)