2019 Fiscal Year Annual Research Report

Static and dynamics structures of hydrogen storage material by In-situ measurement of quantum beam

Research Project

Project/Area Number	17K05114
Research Institution	Ibaraki University
Principal Investigator	岩瀬謙二茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (00524159)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤博隆北海道大学, 工学研究院, 助教 (30610779)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	Ｘ線小角散乱 / 中性子小角散乱 / 中性子透過法
Outline of Annual Research Achievements	2019年度にIn-situ Bragg-edge測定を実施した。Pr-Ni, Pr-Co系合金および水素化物相の測定を行った。吸蔵前の試料形状は、粉末である。測定された透過率のデータから明瞭なブラッグカットが観察された。粉末試料で透過測定が可能であることを確認できた。吸蔵前の合金試料と比べて、水素化物相の透過率は減少していることが得られた。合金内に吸蔵された水素によって、散乱が起こり透過率の減少が生じたと考えられる。水素吸蔵量の違いによって、透過率が変化することが示唆された。Ｘ線小角散乱、中性子小角散乱、中性子透過法（Bragg-edge測定）によって水素化物相内に残留した水素の動的構造因子や水素周辺のナノ構造について研究を行ってきた。小角散乱測定によって、重水素化物相の散乱強度は吸蔵前の合金相より減少していることが得られた。Low QからHigh Q領域に至るまで同様の傾向を示した。High Q領域では、重水素化物相と合金相との散乱強度の差が大きくなった。Porod則を用いた表面構造解析の結果から、重水素化物相の表面がラフに構造変化していることが分かった。 Bragg-edge測定によって、合金内に残留する水素と放出される水素の動的挙動の違いを捉える事を試みた。水素物相の透過率は、吸蔵前の合金相に比べ減少し、全断面積値は増加した。全断面積値の変化から、水素の動的構造因子の定量化を行った。合金内に残留した水素と放出される水素との動的構造因子を比較したところ、明瞭な違いは得られなかった。合金内に残留する水素に注目し、ナノ構造・動的構造因子の観点から研究を展開してきた。動的構造因子に明瞭な違いが得られなかったことから、水素が合金内に残留する要因として、水素周辺のナノ構造の変化が大きく影響することが考えられる。ナノ構造の制御によって、残留水素が解消される可能性があると思われる。