2013 Fiscal Year Annual Research Report
アルミニウム基水素化物の原子・表面構造と水素貯蔵機能
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23686101
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
池田 一貴 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任准教授 (80451615)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 水素 / 水素化物 / 水素貯蔵 / 中性子 / アルミニウム / 結晶構造 / 局所構造 / エネルギー |
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| Research Abstract |
アルミニウム基水素化物の原子・表面構造と水素貯蔵機能に関する研究を進めた。
アルミニウム水素化物AlH3は水素体積・重量密度が高く、粒子表面の酸化物相により制御されるシンプルな反応（AlH3 → Al + 3/2H2）により約100℃から水素を放出するため、水素貯蔵材料として注目されている。AlH3エーテル和物のエーテル脱離反応前後試料の中性子散乱測定を大強度陽子加速器施設J-PARCの高強度中性子全散乱装置NOVAで実施して、平均構造解析および局所構造解析することにより、AlH3の生成過程を調べた。エーテル脱離前試料においてもLiAlH4またはAlH3のAl-Hに近い原子対相関が確認でき、AlH3の生成素過程を解明する手がかりを得た。
また、リチウム水素化物と複合化することにより低温から水素を放出するリチウムアルミニウムアミドLiAl(NH2)4について、重水素化物LiAl(ND2)4およびその160/400℃熱処理試料の中性子散乱測定-局所構造解析を行った。非晶質化をともなうアンモニア（水素）放出過程において不均化反応（(1-x)LiAl(NH2)4 → x/3Li3AlN2 + 2x/3AlN + 8x/3NH3）を明らかにした。
一方、NaAlH4の水素吸蔵放出反応（NaAlH4 ←→ 1/3Na3AlH6 + 2/3Al + H2）は遅いが、数mol%のチタン系触媒添加により10倍程度高速化する。NaAlD4-0.06TiCl3の中性子全散乱測定-平均構造解析から、NaAlD4のAlサイトにはTiが約2mol%置換固溶し、水素サイトに空孔が生成することが示唆された。さらに、Al K-edge XAFS測定からNaAlH4、Na3AlH6、AlH3のAlの化学結合状態が異なる結果が得られ、水素吸蔵放出反応に対する触媒効果の解明に重要な情報が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Local Structural Analysis on Decomposition Process of LiAl(ND2)42014
Author(s)
K. Ikeda, T. Otomo, H. Ohshita, N. Kaneko, M. Tsubota, K. Suzuya, F. Fujisaki, T. Ono, T. Yamanaka, K. Shimoda, T. Ichikawa, Y. Kojima
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Journal Title
Materials Transactions
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed
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