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放射光全散乱によるナノPdの水素吸蔵非平衡状態における構造可視化

研究課題

研究課題/領域番号 16K04870
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 ナノ構造化学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

加藤 健一  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 専任研究員 (90344390)

研究協力者 山内 美穂  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード放射光全散乱 / PDF解析 / 水素吸蔵 / 水素吸蔵ナノ粒子 / 全散乱 / 検出器 / 系統誤差 / ナノPd / 放射光 / ナノ粒子
研究成果の概要

放射光X線を使って結晶構造とその乱れを同時に観測する全散乱計測システムを開発し、それを水素吸蔵金属材料であるナノPdに応用した。その結果、水素吸蔵に伴い、Pdが作る面心立方格子からの乱れの異方性が大きくなることがわかった。これは、格子間を拡散している水素の多くがPdが作る四面体サイトよりも八面体サイトのほうにトラップされた結果と考えるのが自然であるが、その異方性が水素吸蔵量を左右する因子の一つとなりうることを示唆している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水素はクリーンなエネルギー源としての活用が期待されている。その期待に応えるには、安全かつ高密度に水素を貯蔵し、使いたいときに容易に取り出すことができる水素吸蔵材料の開発が必要である。水素吸蔵材料を対象にした研究は多岐にわたっているが、本研究では水素吸蔵プロセスにおける微細な結晶構造変化に着目することで、吸蔵メカニズムに対する理解を一歩進めることができた。今後、さらに研究を進めることで吸蔵特性と微細構造との関係が明らかになることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A statistical approach to correct X-ray response non-uniformity in microstrip detectors for high-accuracy and high-resolution total-scattering measurements2019

    • 著者名/発表者名
      Kato Kenichi、Tanaka Yoshihito、Yamauchi Miho、Ohara Koji、Hatsui Takaki
    • 雑誌名

      Journal of Synchrotron Radiation

      巻: 26 号: 3 ページ: 762-773

    • DOI

      10.1107/s1600577519002145

    • 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
  • [雑誌論文] 放射光全散乱で見るナノ構造2017

    • 著者名/発表者名
      加藤健一
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 68 ページ: 575-579

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] データ駆動型全散乱によるナノ材料の機能解明に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      加藤健一
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Proper measurements of total scattering for visualizing heterogeneous reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Kato Kenichi
    • 学会等名
      PDF workshop at SPring-8
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全散乱計測に不可欠な検出器の系統誤差補正2018

    • 著者名/発表者名
      加藤健一
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射光X線回折による構造可視化の最前線2017

    • 著者名/発表者名
      加藤健一
    • 学会等名
      セミナー"化学千一夜"「あすの化学への夢を語ろう」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improving total scattering data in statistics through detector intensity calibration2017

    • 著者名/発表者名
      加藤健一
    • 学会等名
      24th Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチスケール高分解能PDF解析に向けた検出器の系統誤差補正2017

    • 著者名/発表者名
      加藤健一
    • 学会等名
      平成29年度第1回放射光利用研究セミナー 兼 平成29年度第1回結晶PDF解析研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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