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極強加工と水素誘起分解再結合を利用した高機能積層型水素吸蔵合金の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06519
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

田中 孝治  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 (40357439)

研究分担者 竹下 博之  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (20351497)
近藤 亮太  関西大学, 化学生命工学部, 助教 (60709088)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード積層型 / 水素吸蔵合金 / 極強加工 / 水素誘起分解再結合 / 低温合金化 / 合金化速度 / 競合反応 / 微細組織 / 超積層体 / 繰り返し圧延 / 組織形成 / 初期活性化 / 活性化エネルギー / 示唆走査熱量測定 / 合金化 / 成長 / 頻度因子 / 動的再結晶
研究成果の概要

Mg/Cu超積層体(Mg:Cu = 2:1)では、繰り返し圧延を5回以上行えば、極強加工のために高密度に欠陥が導入されると共に、再結晶による微細粒化が起こる。このため、MgとCuの合金化速度はMg-Cu拡散対と比較して4桁程度向上することが解った。また、圧延回数の増加と共にMgとCuの層厚さは減少するが、圧延後のMgの厚さにより初期活性化時の水素化のメカニズムが変化し、Mgが厚い場合はMgの水素化が主となり、Mgが薄い場合はMg2Cuの水素化が主となることが解った。Mg + Cuの平均厚さが初期活性化時の水素吸蔵特性と組織形成メカニズムに大きな影響を持つことが解った。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 12件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Formation of Mg2Cu at low temperature in Mg/Cu super-laminate composites during initial hydrogenation2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Tanaka, Daiji Nishino, Kousei Hayashi, Shuki Ikeuchi, Ryota Kondo and Hiroyuki T. Takeshita
    • 雑誌名

      INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY

      巻: 42 号: 35 ページ: 22502-22510

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2017.02.193

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of Mg2Cu at low temperature in Mg/Cu super-laminate composites made by accumulative roll bonding2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Tanaka, Daiji Nishino, Ryota Kondo, Hiroyuki T. Takeshita
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM2016), Promoting Functionality by Severe Plastic Deformation (SPD)

      巻: 1 ページ: 11-13

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] マグネシウムハイドライドの水素放出における潜伏期に及ぼす比表面積の影響2016

    • 著者名/発表者名
      由井慎太郎、青山達貴、近藤亮太、田中孝治、竹下博之
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 80 号: 12 ページ: 740-744

    • DOI

      10.2320/jinstmet.JD201604

    • NAID

      130005284300

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 純MgおよびMg-Al-Zn合金における金属内部でのMg水素化物の生成2016

    • 著者名/発表者名
      近藤亮太、佐竹俊祐、田中孝治、竹下博之
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 80 号: 12 ページ: 753-758

    • DOI

      10.2320/jinstmet.JD201603

    • NAID

      130005284301

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Mg/Cu積層型水素吸蔵合金における初期活性化時の組織形成機構と水素吸蔵特性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      田中孝治
    • 学会等名
      次世代ナノテクフォーラム2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 繰り返し圧延法により作製されたナノ積層構造を有する水素吸蔵合金の創製とその特徴2018

    • 著者名/発表者名
      田中 孝治、近藤 亮太、竹下 博之
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期(第162回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mg/Fe 超積層体圧延時の予備加熱温度が及ぼす水素化特性への影響2017

    • 著者名/発表者名
      近藤亮太、小崎健司、綱島浩一、田中孝治、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2017年(第160回)春期講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス (東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg/Cu超積層体の繰り返し水素吸蔵・放出特性と微細組織の関係2017

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、臼井颯汰、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2017年(第160回)春期講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス (東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素化処理したMg/(MgまたはAZ合金)拡散対の接合界面が及ぼす内部のMgH2への影響2017

    • 著者名/発表者名
      山本展章、近藤亮太、田中孝治、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2017年(第160回)春期講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス (東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg/Cu超積層体の初期化活性化時に形成された組織が水素吸蔵・放出特性に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、臼井颯汰、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第73回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Reaction of Mg with H2 gas: Hint for Hydrogenation of Mg Core2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki T. Takeshita, Ryota Kondo, Syunsuke Satake and Koji Tanaka
    • 学会等名
      International Symposium in Science and Technology 2017 (ISST 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mg過剰なMg/Cu超積層体の繰り返し水素吸蔵・放出特性と微細組織の関係2017

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、臼井颯汰、近藤 亮太、竹下 博之
    • 学会等名
      日本金属学会2017年(第161回)秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mg/(MgまたはAZ合金)拡散対の水素化処理時間が及ぼす内部のMgH2成長への影響2017

    • 著者名/発表者名
      山本展章、近藤亮太、田中孝治、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2017年(第161回)秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between Initial Hydrogen Absorption Properties and Microstructures of Mg/Cu Super-laminate Composites with Different Accumulative Roll Bonding Cycles2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, D. Nishino, R. Kondo and H.T. Takeshita
    • 学会等名
      18th International Conference on Texture of Material (ICOTOM-18)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mg/Cu超積層体の初期活性化時の組織形成とその後の水素吸蔵・放出特性の関係2017

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、辛 昊、車谷考介、西田泰生、柴田和也、池内秀規、林 耕生、国山太貴、里 貴和子、西野大爾、臼井颯汰、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      第5回グリーンエネルギー材料のマルチスケール創製研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 繰り返し圧延回数の異なるMg/Cu超積層体における水素吸蔵特性と組織形成メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、林耕生、臼井颯汰、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      第4回グリーンエネルギー材料のマルチスケール創製研究会
    • 発表場所
      南三陸 ホテル観洋(宮城県本吉郡)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg/Cu超積層体の初期活性化時における組織形成メカニズムについて2016

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、林耕生、臼井颯汰、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      第3回水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道室蘭市)
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 純MgおよびMg-Al-Zn合金における金属内部でのMg水素化物の生成2016

    • 著者名/発表者名
      近藤亮太、佐竹俊祐、田中孝治、竹下博之
    • 学会等名
      第3回水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道室蘭市)
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg/Cu超積層体の初期水素化時における競合反応と組織形成メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、林耕生、臼井颯汰、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期講演(第159回)大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] MgH2の水素放出時のMg核生成に影響する因子2016

    • 著者名/発表者名
      由井慎太郎、田中孝治、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期講演(第159回)大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 板状Mgの水素化に及ぼすMgの結晶粒径の影響子2016

    • 著者名/発表者名
      山本展章、佐竹俊祐、田中孝治、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期講演(第159回)大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of Mg2Cu at low temperature in Mg/Cu super-laminate composites during initial hydrogenation2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Tanaka, Daiji Nishino, Kosei Hayashi, Shuki Ikeuchi, Ryota Kondo, Hiroyuki T. Takeshita
    • 学会等名
      15th International Symposium on Metal-Hydrogen Systems
    • 発表場所
      Kursaal、インタラーケン(スイス)
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of Mg2Cu at low temperature in Mg/Cu super-laminate composites made by accumulative roll bonding2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Tanaka, Daiji Nishino, Ryota Kondo, Hiroyuki T. Takeshita
    • 学会等名
      International Workshop on Giant Straining Process for Advanced Materials in 2016 (GSAM2016)
    • 発表場所
      大博多ビル 1107室(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-07-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Mg nucleation and growth process for mechanism clarification of incubation period in MgH2 dehydrogenation2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Yui, Tatsutaka Aoyama, Ryota Kondo, Koji Tanaka, Hiroyuki T. Takeshita
    • 学会等名
      The 11th International Symposium in Science and Technology at Kansai University
    • 発表場所
      関西大学 千里丘キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-07-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of grain boundary on hydrogenation capacity of Magnesium Hydride2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Yamamoto, Koji Tanaka, Ryota Kondo, Hiroyuki T. Takeshita
    • 学会等名
      The 11th International Symposium in Science and Technology at Kansai University
    • 発表場所
      関西大学 千里丘キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-07-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 繰り返し圧延回数の異なるMg/Cu超積層体の初期水素吸蔵特性と微細組織2016

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、西野大爾、林耕生、池内秀規、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台国際センター (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] MgH2の水素放出反応におけるMg核生成・成長過程2016

    • 著者名/発表者名
      由井慎太郎、田中孝治、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2016年春期講演大会(第158回)
    • 発表場所
      東京理科大学 葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg/Cu超積層体における繰り返し圧延回数と初期活性化時の組織形成過程の関係2016

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、西野大爾、林 耕生、池内秀規、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2016年春期講演大会(第158回)
    • 発表場所
      東京理科大学 葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Relationship between incubation time and specific area of MgH2 for dehydrogenation2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Yui, Tatsutaka Aoyama, Koji Tanaka, Ryota Kondo, Hiroyuki T. Takeshita
    • 学会等名
      Processing and fabrication of advances materials (PFAM)
    • 発表場所
      関西大学 千里丘キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reaction rate of Mg/Cu super laminate composites2015

    • 著者名/発表者名
      Shuki Ikeuchi, Daiji Nishino, Daiki Kuniyama, Koji Tanaka, Ryota Kondo, Hiroyui T. Takeshita
    • 学会等名
      Processing and fabrication of advances materials (PFAM)
    • 発表場所
      関西大学 千里丘キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Incubation period in hydrogen absorption and desorption of Mg2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki T. Takeshita, Shintaro Yui, Toshiki Ohami, Tatsutaka Aoyama, Yasuhiro Sakaida, Nobuhiko Takeichi, Koji Tanaka, Ryota Kondo
    • 学会等名
      Processing and fabrication of advances materials (PFAM)
    • 発表場所
      関西大学 千里丘キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mg/Cu超積層体における繰り返し圧延回数と水素吸蔵・放出特性の関係2015

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、池内秀規、西野大爾、林 耕生、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      第3回グリーンエネルギー材料のマルチスケール創製研究会
    • 発表場所
      ウェルネスリゾート沖縄休暇センター ユインチホテル南城 (沖縄県南城市)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素化した純Mg板材の組織と生成機構2015

    • 著者名/発表者名
      山本展章、佐竹俊祐、田中孝治、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会 第2回研究会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス (石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Microstructure of plastic deformed Mg plate after hydrogenation2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Satake, Koji Tanaka, Ryota Kondo, Hiroyuki T. Takeshita
    • 学会等名
      The 6th World Hydrogen Technologies Convention (WHTC)
    • 発表場所
      Australian Technology Park, シドニー (オーストラリア)
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素化されたMg-Al基合金の組織に及ぼすAl濃度の影響2015

    • 著者名/発表者名
      佐竹俊祐、田中孝治、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2015年秋期講演大会(第157回)
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg-Cu系水素貯蔵材料の潜伏期と比表面積の関係2015

    • 著者名/発表者名
      由井慎太郎、田中孝治、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2015年秋期講演大会(第157回)
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg/Cu超積層体の水素吸蔵・放出特性と繰り返し圧延回数の関係2015

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、池内秀規、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2015年秋期講演大会(第157回)
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 加工度の異なるMg 超積層体の水素化特性と組織2015

    • 著者名/発表者名
      池内秀規、田中孝治、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本金属学会2015年秋期講演大会(第157回)
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Elucidation of mechanism of selective Mg2Cu formation at low temperature in Mg/Cu super-laminate composites2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Tanaka, Daiki Kuniyama, Shuki Ikeuchi, Ryota Kondo, Hiroyuki T. Takeshita
    • 学会等名
      Microscopy Conference 2015
    • 発表場所
      ジョージアウグスト大学、ゲッティンゲン(ドイツ)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Particle Size and Specific Surface Area on Incubation period of Hydrogen Desorption from MgH22015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki T. Takeshita, Tatsutaka Aoyama, Shunsuke Satake, Ryota Kondo, Nobuhiko Takeichi, Koji Tanaka
    • 学会等名
      The 10th International Symposium in Science and Technology 2015
    • 発表場所
      Chulalongkorn University, バンコク (タイ)
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mg/Cu超積層体における低温合金化メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      田中孝治、国山太貴、池内秀規、柴田和也、里 貴和子、菊池潮美、近藤亮太、竹下博之
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (京都府京都市)
    • 年月日
      2015-05-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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