2017 Fiscal Year Annual Research Report
Establishing the safety and high density hydrogen storage method
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16K18004
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
奥村 真彦 仙台高等専門学校, 総合工学科, 助教 (30756169)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 水素 / 水素貯蔵 / 水素吸蔵合金 / マイクロCT / 画像解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、既存技術の問題点解消による優れた水素貯蔵技術の確立を目的とする。
本研究で使用するのは、水素吸蔵合金と呼ばれる水素と可逆的に結合可能な合金である。特に、ＬａＮｉ（５）をはじめとした一部の合金は、温度０－１００度、圧力１ ＭＰａ未満の下で水素を吸蔵し、水素化物を形成可能である。また、形成した水素化物は、上記範囲内の条件下で水素を放出し、合金と水素に分離する。水素化物の内部では、液体水素をしのぐ高い体積密度で水素が存在する。そのため、この合金を用いれば、高い体積密度で水素を貯蔵可能である。これらの合金を水素貯蔵に利用する場合、粉砕した後に容器に充填し、その容器内で水素を吸放出させるのが最も簡便である。ここで、水素を吸蔵する前の合金と比較して、水素吸蔵後の合金水素化物の体積は１．３倍程度である。そのため、容器内に充填した合金粒子に水素を急増させると、その粒子が容器内で体積膨張し、容器を内側から押すことが知られている。これにより、容器が大きくひずんだ報告もあり、この力は安全な水素貯蔵の妨げとなるものである。そこで、可視化を中心とした実験により、合金充填層が容器に力を及ぼす過程を詳細に解明し、この力を適切に制御する手法を確立することにより、優れた水素貯蔵技術を確立する。
平成２８年度は、前年度に製作した可視化のための実験装置を用いて、ＬａＮｉ（５）およびＴｉＦｅ（０．８）Ｍｎ（０．２）を対象とした充填層の膨張挙動可視化実験を実施した。この結果から、充填層の膨張挙動について、合金種によって明らかに相違があることを確認した。また、合金充填層の３次元構造を取得し、その評価を実施した。この結果からも、合金種による充填層の膨張挙動に差異がみられることを確認した。さらに、合金粒子の容器に発現するひずみを測定し、上記の膨張挙動の差異がこのひずみにどのように影響するかを検討した。
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