2021 Fiscal Year Annual Research Report
Science of hydrogen solid solution state in B2 type intermetallic compound and its application to hydrogen permeable alloy for low operative temperature
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19H02454
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
湯川 宏 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50293676)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南部 智憲 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10270274)
荒木 秀樹 大阪大学, 工学研究科, 教授 (20202749)
浅野 耕太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (30415640)
松本 佳久 大分工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (40219522)
髭本 亘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (90291103)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | B2型金属間化合物 / 水素透過能 / 水素溶解特性 / 水素拡散性 / 水素占有状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引続きB2型結晶構造のPdCuとTiFe系合金を中心に実験および計算を行った。主な研究実績の概要は以下の通りである。
１．昨年の結果より、過剰CuはPd副格子に置換固溶してCu原子を中心とするBCC-Cuユニットを形成することが示され、低温における水素の拡散を阻害している可能性が示唆された。本年度は、過剰Cu量の異なるPdCu合金について水素透過試験を行ない、水素透過能に及ぼす過剰Cuの影響を調査した。
２．XRD-PCT法を用いてPd-51.5mol%Cu合金のPCT曲線を初めて明らかにした。水素の化学ポテンシャルに基づく解析により、水素溶解特性および水素拡散性に及ぼす過剰Cuの影響を調べた。その結果、過剰Cuを減らしたPd-51.5mol%Cu合金の150℃以下の低温域水素拡散性は、実用Pd-53mol%Cuのそれと有意な差が認められなかった。低温で水素をトラップする過剰Cu以外の欠陥が存在している可能性が示唆された。
３．過剰Cuを含むPdCu合金中の水素の第一原理計算を行なった。水素は過剰Cu近傍の4面体サイトを安定に占有することができず、過剰Cuは水素に対して反発子（リペラー）として作用し、水素の溶解度を低下させることが示唆された。また、水素は過剰Cuの近傍を占有できないため、水素の拡散経路を塞ぐことにより拡散性が低下すると考えられる。
４．その他、PdCu, TiFeの他、種々のB2型金属間化合物について第一原理計算を行ない、水素の占有サイトと溶解エネルギーを系統的に調査した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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