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Development of New Mg-Based Hydrogen Storage Materials by Binding-Energy Engineering

研究課題

研究課題/領域番号 16H04539
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関九州大学

研究代表者

エダラテイ カベー  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (60709608)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワードHydrogen Storage / Metal Hydrides / High-Pressure Torsion
研究成果の概要

室温での水素貯蔵を可能にする低い水素束縛エネルギーによる新しい水素貯蔵材料の開発実験に第一原理計算とCALPHAD法を組み合わせた。高圧下ねじり加工法で指定された材料を合成した結果、様々なMg, Ti、ハイエントロピーベースの水素貯蔵材料を発見した。この中でも、Mg4NiPdは、束縛エネルギーの計算と一致し、0.8 wt%の水素を室温で可逆的に貯蔵した良い例である。2番目の良い例はTiZrCrMnFeNiで、1.7 wt%の容量で高速かつ可逆的な室温水素貯蔵を示した。希土類フリーのTiZrCrMnFeNiは活性化せず水素を貯蔵するが、多くの水素貯蔵合金は追加の活性化プロセスを必要とする。

研究成果の学術的意義や社会的意義

A theoretical/experimental method is reported to design and synthesize new solid materials that can store hydrogen at room temperature. Such materials can potentially be used not only for compact and safe storage of hydrogen in stationary applications but also for energy storage in Ni-MH batteries.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 12件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 9件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] University of Lorraine/Rouen Normandy University(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Campinas/Federal University of Sao Carlos(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Anhui University of Technology(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Jinan University/Nanjing Tech University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Normandie University/University of Lorraine(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Max-Planck-Institut(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Normandie University(France)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Lorraine(France)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Ufa State Aviation Technical University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Universitie Catholique de Louvain(Belgium)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanical synthesis and hydrogen storage characterization of MgVCr and MgVTiCrFe high-entropy alloy2020

    • 著者名/発表者名
      M.O. de Marco, Y. Li, H.W. Li, K. Edalati, R. Floriano
    • 雑誌名

      Advanced Engineering Materials

      巻: 22 号: 2 ページ: 1901079-1901079

    • DOI

      10.1002/adem.201901079

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Phase transformations in MgH2-TiH2 hydrogen storage system by high-pressure torsion process2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kitabayashi, K. Edalati, H.W. Li, E. Akiba, Z. Horita
    • 雑誌名

      Advanced Engineering Materials

      巻: 22 号: 1 ページ: 1900027-1900027

    • DOI

      10.1002/adem.201900027

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reversible room temperature hydrogen storage in high-entropy alloy TiZrCrMnFeNi2020

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, R. Floriano, A. Mohammadi, Y. Li, G. Zepon, H.W. Li, K. Edalati
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 178 ページ: 387-390

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2019.12.009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstructural details of hydrogen diffusion and storage in Ti-V-Cr alloys activated through surface and bulk severe plastic deformation2020

    • 著者名/発表者名
      Novelli Marc、Edalati Kaveh、Itano Shota、Li Hai-Wen、Akiba Etsuo、Horita Zenji、Grosdidier Thierry
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 45 号: 8 ページ: 5326-5336

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2019.07.058

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New Mg–V–Cr BCC Alloys Synthesized by High-Pressure Torsion and Ball Milling2018

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Keisuke、Uehiro Ryoko、Edalati Kaveh、Li Hai-Wen、Floriano Ricardo、Akiba Etsuo、Horita Zenji
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 59 号: 5 ページ: 741-746

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2018001

    • NAID

      130006725929

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Superior hydrogenation properties in a Mg65Ce20Ni10Cu5 nanoglass processed by melt-spinning followed by high-pressure torsion2018

    • 著者名/発表者名
      C. Xu, H. Lin, K. Edalati, W. Li, L. Li, Y. Zhu
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 152 ページ: 137-140

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2018.04.036

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bulk nanocrystalline gamma magnesium hydride with low dehydrogenation temperature stabilized by plastic straining via high-pressure torsion2018

    • 著者名/発表者名
      Edalati Kaveh、Kitabayashi Kouki、Ikeda Yuji、Matsuda Junko、Li Hai-Wen、Tanaka Isao、Akiba Etsuo、Horita Zenji
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 157 ページ: 54-57

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2018.07.043

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Design and synthesis of a magnesium alloy for room temperature hydrogen storage2018

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, R. Uehiro, Y. Ikeda, H. W. Li, H. Emami, Y. Filinchuk, M. Arita, X. Sauvage, I. Tanaka, E. Akiba, Z. Horita
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 149 ページ: 88-96

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2018.02.033

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] High-pressure torsion for new hydrogen storage materials2018

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, E. Akiba, Z. Horita
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 19 号: 1 ページ: 185-193

    • DOI

      10.1080/14686996.2018.1435131

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of gradient-structure versus uniform nanostructure on hydrogen storage of Ti-V-Cr alloys: Investigation using ultrasonic SMAT and HPT processes2018

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, M. Novelli, S. Itano, H.W.Li, E. Akiba, Z. Horita, T. Grosdidier
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 737 ページ: 337-346

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2017.12.053

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultra-severe plastic deformation: Evolution of microstructure, phase transformation and hardness in immiscible magnesium-based systems2017

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, R. Uehiro, K. Fujiwara, Y. Ikeda, H.W.Li, X. Sauvage, R.Z.Valiev, E. Akiba, I. Tanaka, Z. Horita
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 701 ページ: 158-166

    • DOI

      10.1016/j.msea.2017.06.076

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of severe plastic deformation on microstructure and hydrogen storage of titanium-iron-manganese intermetallics2016

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, M. Matsuo, H. Emami, S. Itano, A. Alhamidi, A. Staykov, D.J. Smith, S. Orimo, E. Akiba, Z. Horita
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 124 ページ: 108-111

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2016.07.007

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Advanced energy materials by high-pressure torsion2019

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 学会等名
      International Academic Forum on Advanced Materials and Intelligent Manufacturing, Shnghai, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and characterization of high entropy alloys based on TiFe system2019

    • 著者名/発表者名
      R. Floriano, K. Edalati
    • 学会等名
      The XVIII SBPMat, Balneario Camboriu-SC, Brazil
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of HPT process in the first hydrogenation of Ti0.5Zr0.5(Mn1-xFex)Cr1 , x = 0, 0.2 and 0.42019

    • 著者名/発表者名
      J. Hidalgo Jimenez, J.M. Cubero-Sesin, K. Edalati, S. Khajavi, J. Huot
    • 学会等名
      The XVIII SBPMat, Balneario Camboriu-SC, Brazil
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Mg-based alloys for room temperature hydrogen storage2019

    • 著者名/発表者名
      H.W. Li, K. Edalati, R. Uehiro, Y. Ikeda, H. Emami, Y. Filinchuk, M. Arita, X. Sauvage, I. Tanaka, E. Akiba, Z. Horita
    • 学会等名
      2019 E-MRS Fall Meeting and Exhibition, Warsaw University of Science and Technology, Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent advances of surface mechanical attrition treatment for improved subsurface hardening and H-storage applications2019

    • 著者名/発表者名
      T. Grosdidier, M. Novelli, K. Edalati
    • 学会等名
      European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes (EUROMAT 2019), Stockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-pressure torsion for new hydrogen storage materials2019

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 学会等名
      The World Fuel Cell Conference (WFCC), Courtyard Shanghai Minhang, Shangai, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gamma MgH2 produced by HPT processing2019

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, K. Kitabayashi, Y. Ikeda, J. Matsuda, H.W. Li, I. Tanaka, E. Akiba, Z. Horita
    • 学会等名
      The 163th JIM Annual Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Modifying reactivity for hydrogen storage performance by surface mechanical attrition treatment: application to Ti-V-Cr alloys2018

    • 著者名/発表者名
      T. Grosdidier, K. Edalati, M. Novelli, S. Itano, H.W. Li, E. Akiba, Z. Horita
    • 学会等名
      The XIV Conference on Nanostructured Materials (NANO2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Activation of Ti-V-Cr alloys for hydrogen storage by surface mechanical attrition treatment and high-pressure torsion2018

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, M. Novelli, S. Itano, H.W. Li, E. Akiba, Z. Horita, T. Grosdidier
    • 学会等名
      The 22nd World Hydrogen Energy Conference (WHEC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-pressure torsion and hydrogen storage materials2018

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 学会等名
      Workshop on Mechanochemistry for the Improvement of Metal Hydrides
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of nanocrystalline metastable phases by high-pressure torsion for energy applications2018

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, Z. Horita
    • 学会等名
      Advanced Energy Materials Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-pressure torsion for manufacturing functional materials from powders2018

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, Z. Horita
    • 学会等名
      The 2nd European Conference on Materials, Mechatronics and Manufacturing (ECMMM 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Design of metastable hydrogen storage materials by binding-energy engineering2017

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, R. Uehiro, Y. Ikeda, H.W. Li, H. Emami, M. Arita, I. Tanaka, E. Akiba, Z. Horita
    • 学会等名
      The 7th Latin American Conference on Metastable and Nanostructured Materials (NANOMAT 2017)
    • 発表場所
      Brotas. Sao Paulo, Brazil
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Impact of HPT processing on Mg-V-based hydrogen storage alloys2017

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, K. Fujiwara, H.W. Li, E. Akiba, Z. Horita
    • 学会等名
      The 160th JIM Annual Spring Meeting
    • 発表場所
      Tokyo Metropolitan University, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] owder processing by high-pressure torsion to achieve functionality2017

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, Z. Horita
    • 学会等名
      JSPM International Conference on Powder and Powder Metallurgy (JSPMIC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Influence of surface and bulk mechanical straining on hydrogen storage performance of Ti-V-Cr alloys2017

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, M. Novelli, S. Itano, H.W. Li, E. Akiba, Z. Horita, T. Grosdidier
    • 学会等名
      The 161th JIM Annual Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ultra-severe plastic deformation2017

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 学会等名
      The 6th International Workshop on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Impact of severe plastic deformation on solid-state hydrogen storage2017

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, E. Akiba, Z. Horita
    • 学会等名
      Frontiers in Materials Processing Applications, Research and Technology (FiMPART’17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Developing Mg-based hydrogen storage alloys using high-pressure torsion2017

    • 著者名/発表者名
      R. Uehiro, K. Edalati, H. Emami, H.W. Li, M. Arita, E. Akiba, Z. Horita
    • 学会等名
      JIM Annual Kyushu Local Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen storage characteristics of nanocrystalline Mg - V - Cr alloys processed by HPT2017

    • 著者名/発表者名
      K. Fujiwara, R. Uehiro, K. Edalati, Z. Horita
    • 学会等名
      JIM Annual Kyushu Local Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Giant straining by HPT to produce UFG materials2017

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 学会等名
      The International Workshop on New Trends in Research of UFG Materials Produced by SPD
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Influence of severe plastic deformation on Mg-based hydrogen storage materials2017

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 学会等名
      I2CNER International Hydrogen Storage Workshop
    • 発表場所
      Kyushu University, Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of new Mg-based hydrogen storage materials by binding-energy engineering2016

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, R. Uehiro, Y. Ikeda, H.W. Li, H. Emami, M. Arita, I. Tanaka, E. Akiba, Z. Horita
    • 学会等名
      The 159th JIM Annual Fall Meeting
    • 発表場所
      Osaka University, Osaka, Japan
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Impact of high-pressure torsion on hydrogen storage materials2016

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM2016)
    • 発表場所
      Dai-Hakata Building, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-07-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Formation of new metastable phases and intermetallics in magnesium-based systems by high-pressure torsion2016

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, H. Emami, E. Akiba, Z. Horita
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials, Processing, Fabrication, Properties and Applications (THERMEC)
    • 発表場所
      Graz Convention Center, Graz, Austria
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-07-19  

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