2000 Fiscal Year Annual Research Report
水素吸蔵合金における水素侵入機構-水素吸蔵過程における格子欠陥の生成に注目して-
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12450282
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
乾 晴行 京都大学, 工学研究科, 助教授 (30213135)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 和博 京都大学, 工学研究科, 助手 (60303856)
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| Keywords | 水素吸蔵合金 / 水素吸蔵圧 / 初期活性化 / 微粉化 / 格子欠陥 / 転位 / クラック / 透過電子顕微鏡法 |
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| Research Abstract |
2次電池の電極材料あるいはエネルギー貯蔵材料としての応用を目指して、より優れたプロチウム吸蔵特性を持つ新規合金の研究開発が近年盛んに行われている.一般的にプロチウム吸放出圧は、当該合金の水素侵入サイトのエネルギーにより決定されると考えられるが、本研究では、LaNi_5,FeTi,TiMn_2を供試材として取り上げ、化学的に決まる水素侵入サイトのエネルギー以外に、どのような因子が、どの程度、プロチウム吸放出圧の決定に寄与しているかを明らかにすることを目的としている.2元系およびCo添加LaNi_5では,プロチウム放出圧は殆どサイクル数に依存しないものの,吸蔵圧は第1サイクルで特に高く,それ以降はほとんどサイクル数に依存しない.微粉化は顕著に起こり,5サイクル終了時には全ての粉体の粒径は20□m以下になる.1サイクル終了後では、50〜100μm程度の大きな粒子も存在するが、微細なクラックが多数形成されており、実効的な粒径は20μm程度である.第1サイクルの吸蔵過程で10^<12>cm^<-2>オーダーの極めて高い密度の転位が導入される.第1サイクルの吸蔵圧が特に高いのは、クラックの導入および転位の導入に要する過水素圧が必要なためであり、クラック、転位いずれの導入も第1サイクルでほぼ完了するため、第2サイクル以降はほぼ一定の吸蔵圧を示すものと考えられる.TiMn_2のプロチウム吸放出圧のサイクル依存性、微細組織の変化はAl添加LaNi_5と類似している.FeTiでは2種のプロチウム化合物が形成されるため2段のプラトーが観察されるが、1段目の吸蔵プラトーはサイクル数増加とともに順次減少する.微粉化はほとんど起こらず、転位の導入が各サイクル毎に起こる.従って、FeTiの1段目の吸蔵プラトー圧の低下は、転位の導入に要する過水素圧がサイクル数増加とともに変化(減少)するためであると考えられる.
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[Publications] H.Inui: "Characterization of Stacking Faults on Basal Planes in Intermetallic Compounds La_5Ni_<19> and La_2Ni_7"Intermetallics. 8・4. 391-397 (2000)
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[Publications] H.Inui: "Evalutation of Elastic Strain Energy Associated with the Formation of Hydride Precipitates in LaNi_5"Intermetallics. 8・5. 613-618 (2000)
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[Publications] H.Inui: "Changes in microstructure and absorption-desorption pressures during hydrogen cycling in some intermetallic compounds"Metals and Materials. 6・6. 609-615 (2000)
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[Publications] H.Inui: "Influence of Lattice Defects on Protium Absorption Pressures in LaNi_5"Proc.1st Int.Symp.on Protium New Functions. 28-35 (2000)
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[Publications] H.Inui: "Effects of Lattice Defects on Hydrogen Absorption-Desorption Pressures in LaNi_5-Based Alloys"Materials Science & Engineering A. (印刷中). (2001)
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[Publications] H.Inui: "Deformation of LaNi_5 by Uniaxial Compression and Hydrogenation"Intermetallics. (印刷中). (2001)
