次世代燃料電池電気自動車の為の高容量3mass%水素吸蔵BCC型合金の開発

• Project/Area Number: 01J08280
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Structural/Functional materials
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2002); Tohoku University (2001)
• Principal Investigator: 田村 卓也 独立行政法人産業技術総合研究所, 基礎素材研究部門・軽量金属材料凝固プロセス研究グループ, 研究員
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 高容量水素吸蔵合金 / 体心立方構造 / 二水素化物 / 一水素化物 / 重水素 / 同位体効果 / 水素放出量 / 2倍

Research Abstract

BCC構造を有するバナジウムは,水素,重水素における吸蔵特性において,大きな同位体効果を有している事が知られている.そこで,Ti-Cr-V系合金において,水素,重水素における同位体効果を測定し,1,2水素化物形成領域の境界線に及ぼす同位体効果の影響を調査した.
その結果,20at%V合金においては水素の場合,Cr量が56at%Cr以上で1水素化物が出現し,最大水素吸蔵量が大きく減少したが、重水素の場合には,より高Cr量である60at%Cr以上で1重水素化物が出現し,最大重水素吸蔵量が大きく減少することが判明した.これは,1水素化物と1重水素化物両方を形成する合金においては,重水素のプラトー圧が水素のプラトー圧よりも高く,2水素化物と2重水素化物両方を形成する合金では,重水素のプラトー圧が水素のプラトー圧よりも低いためであることが原因であると考えられる.
水素では1水素化物が形成されるため,水素放出量が1.1mass%と少ないが、重水素においては2重水素化物が形成されるTi-56at%Cr-20at%V合金において,2重水素化物が形成される重水素において重水素処理(重水素を吸蔵,放出)を行った後に水素を吸放出させた場合,水素においても1水素化物ではなく2水素化物が主に形成され,重水素処理を行わずに水素を吸蔵させ場合と比較すると水素放出量が1.1mass%から2.2mass%と2倍になることが判明した。

Research Products

• [Publications] T.Tamura et al.: "Protium Absorption Properties of Ti-Cr-V-Mn Alloys in Low Pressure Regions"Materials Transactions. 43・5. 1120-1123 (2002)
• [Publications] T.Tamura et al.: "Effects of Protide Structures on Hysteresis in Ti-Cr-V Protium Absorption Alloys"Materials Transactions. 43・11. 2753-2756 (2002)
• [Publications] T.Tamura et al.: "Protium absorption properties and protide formations of Ti-Cr-V alloys"Journal of Alloys and Compounds. (印刷中). (2003)
• [Publications] T.Tamura et al.: "Hydrogen Isotope Effects on Absorption Properties of Ti-Cr-V Alloys"Materials Transactions. 44・4(印刷中). (2003)