燃焼合成による高性能水素吸蔵合成製造プロセスの研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450276
• Research Institution: Tohoku university
• Principal Investigator: 八木 順一郎 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (20006050)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋山 友宏 国立宮城工業高等専門学校, 助教授 (50175808) ; 小林 三郎 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (60006038)
• Keywords: 燃焼合成 / 水素吸蔵 / 金属間化合物 / 反応メカニズム / 活性化処理 / 中間生成物

Research Abstract

Mg_2Ni合金は3.6mass%という高い水素吸蔵能力により、最も有望な水素吸蔵合金の一つである。しかしながら、従来のMg_2Ni製造法は、くり返し溶解と活性化処理という2つの不合理なプロセスを含んでいる。本研究においては、この問題を解決し、安価で高性能のMg_2Ni合金を供給するため、燃焼合成法により直接Mg_2NiH_4を製造するプロセスの開発を試みた。その結果、燃焼合成法により直接Mg_2NiH_4を合成することに成功し、水素化燃焼合成は有望なプロセスであることが判明した。
この水素化燃焼合成を実用化するためには、水素の吸蔵、放出速度を研究する必要がある。この目的を達成するためのはじめての試みとして、購入したPTC装置、および、DSC,高温X-ray回折装置を使って、水素化燃焼合成法およびAr雰囲気で作成したMg_2NiH_4の水素吸蔵、放出メカニズムを検討した。その結果、1.0MPaの加圧水素雰囲において、2回の加熱冷却過程のくり返しの間に下記の9コの素反応が生じることが確認された。
第1回目の加熱期間:Mg+H_2→MgH_2(部分的)、(2)MgH_2→Mg+H_2、(3) 2Mg+Ni→Mg_2Ni,第1回目の冷却期間:(4)Mg_2Ni+2H_2→Mg_2NiH_4(HT)(部分的)、(5)Mg_2NiH_4(HT)→Mg_2NiH_4(LT), 第2回目の加熱期間;(6)Mg_2NiH_4(LT)→Mg_2NiH_4(HT)、(7)Mg_2NiH_4(HT)→Mg_2Ni+2H_2;第2回目の冷却期間:(8)Mg_2Ni+2H_2→Mg_2NiH_4(HT)(部分的)、(9)Mg_2NiH_4(HT)→Mg_2NiH_4(LT)

Research Products

• [Publications] Liguan Li: "In situ X-ray diffraction study of the hydriding combustion synthesis of Mg_2 NiH_4" Journal of Alloys and Compounds. 281. 175-180 (1998)
• [Publications] Liguan Li: "Hydriding and dehydriding behaviors of product in hydriding combustion synthesis of Ng_2NiH_4" Journal of Alloys and Compounds. 印刷中. (1999)