2004 Fiscal Year Annual Research Report
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16656217
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉成 修 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (10134040)
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| Keywords | 水素透過膜 / 拡散 / 金属間化合物 / 第一原理計算 / 溶解度 / 透過係数 / 水素 / 気体分離 |
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| Research Abstract |
本研究では、多くの金属間化合物の中から水素拡散と水素溶解度の大きい物質を探索し,現在実用化されている水素透過膜の100〜数1000倍の革新的な水素透過能をもつ膜の実現性を追求することを目的としている。本年度は、高性能水素透過膜となる金属間化合物をデータベースや第一原理計算法により探索した。また、いくつかの候補の金属間化合物について実際の水素透過膜としての性能を予備的に測定した。以下に、それぞれについて述べる。
(1)bcc型金属間化合物の探索
bcc型合金では、水素のトンネリングによる高速拡散路が形成される可能性があることはかなり明らかであるので,これを手始めに物質の探索をした。B2,C11_b, L2_1,DO_3などのbcc型の結晶をもつものから、水素透過膜として可能性があるものを探索した。
(2)第一原理法による水素ポテンシャルの計算
上で述べた構造のうち、B2,C11_bについて、第一原理の手法で水素に対するポテンシャルを計算した。この計算の結果により、この中でB2構造を持ついくつかの金属間化合物が水素の高速拡散および高水素溶解度の観点から高性能水素透過膜として有力であると注目した。
(3)bcc型金属間化合物の水素透過能の測定
上記の方法で選択された物質の膜を実際に作製した。さらに、これらについて電気化学的水素透過装置および気相水素透過測定装置を用いて予備的な水素透過能の測定を行った。
(4)気相水素透過における表面の効果に関する評価
実際の水素透過の際、問題となる表面の効果について実験および理論の両面から考察した。
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