Hydrogen storage of Mg composite nanoparticles by controlling of the nano-interface

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K14089
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小川 智史 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70739101)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ナノ複合材料 / 表面・界面物性 / 水素吸蔵材料 / X線分光分析 / 透過型電子顕微鏡

Outline of Annual Research Achievements

年々厳格化しつつある温室効果ガスの排出規制をクリアしつつ持続可能な成長を達成するためには、エネルギー利用におけるよりいっそうの効率化が望まれる。エネルギーの利便性向上のために長期安定貯蔵が可能な水素エネルギーの普及が肝要であり、水素利用の普及を目指して本研究ではMgをベースとした安価な水素吸蔵材料の開発を行っている。課題として水素吸蔵時に300 ℃程度の高温条件を必要とするため、実用に向けては水素吸放出時のエネルギー効率の向上が必要である。本研究ではMgのナノ粒子化による比表面積の増加と、Mgと遷移金属（TM）を複合化することで生じるMg-TM界面付近の「歪み」を利用することで、Mgの水素吸放出温度を常温付近まで低下させることを目的としている。
令和4年度においては前年度までに蛍光X線収量法によって得られていたX線吸収微細構造（XAFS）スペクトルをより精密化するために、蛍光X線収量に用いた検出器の数え落とし補正について検討し、スペクトルの強度減少を補正した。これにより、より正確なMg原子周りの配位状態や最近接原子との結合長の取得が期待できる。また水素吸蔵量の定量を目的とした測定システムを構築し、水素吸蔵量測定を試みたが、得られる試料量に対して測定装置内部の空隙部分の体積が著しく多いため、定量は非常に困難であった。しかし、同システムに四重極質量分析器を導入することで、試料加熱時に放出される水素の定量による昇温脱離測定が可能であり、これによる水素吸蔵量の定量が可能である指針を得た。