| 研究課題/領域番号 |
12650701
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
釜崎 清治 東京都立大学, 大学院・工学(系)研究科(研究院), 助教授 (60106614)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2001年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | 水素吸蔵合金 / Ni-MH電池 / Mg-Ni系合金 / メカニカルリフォーミング / ミクロ混相体 / MgNi_3Cx / グラファイト固溶体 / 非化学量論組成 / MgNi3Cx / 水素素吸蔵合金 / MgNi_3C_x / メカニカルアロイング / 脱水素化特性 / 空孔 |
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| 研究概要 |
Ni-MH電池には、現在、電気自動車・ハイブリッド自動車等の駆動源という新たなニーズが生れている。本研究は、電池負極材料に適用した場合、希土類系合金(最大約380Ah/kg)の約2.5倍の高容量が期待できるMg-Ni系合金の高機能化に関する研究である。本合金系は、Mgの強い電気陰性度により吸蔵水素の脱水素化が困難で、アルカリ電解液を使用するNi-MH電池系内ではMg(OH)_2の生成が進行し失活していく。本研究は、Mg_2Ni水素化物のイオン結合性緩和を意図したグラファイトとの複合化過程で得られたMgNi_3Cの脱水素化特性改善の効果、すなわちMg_2Ni相と本相とのミクロ混相化効果に着眼し進められた。
先ず融解法では合成困難な改質剤MgNi_3cが、共晶合金MgNi_3とグラファイトとのメカニカルアロイングにより合成できることを確認した。またグラファイト量を変化させることで、空孔を持つ非化学量論組成MgNi_3-xMxC_Y(Y≦1,M=Co, Al)の合成も可能であることを確認した。メカニカルリフォーミングによって得られた、Mg_2Niと本改質剤MgNi_3Co._<75>のミクロ混相体は、吸蔵水素の酸化電位がカソード方向へシフトする結果を与え、脱水素化特性の改善が確認された。しかし同時に、過大な改質処理は、逆に特性を低下させるとの結果を得た。そこで、母相Mg_2NiへのC原子の固溶状態ならびに炭化物MgNi_3Cx(X≦1)との混相状態の解析を通し、混相効果の発現機構を検討した。その結果、脱水素化特性改善の主因が、C原子の侵入による母相Mg_2Ni格子の膨張と非化学量論組成炭化物(X<1)との混相化の相効果によるとの強い示唆を得た。
これまで、約580Ah/kgの最大容量とサイクル安定性の飛躍的な向上を確認した。
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