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Mg系水素吸蔵材料の遷移金属による放出温度低減とそのメカニズムの検討

研究課題

研究課題/領域番号 16K05990
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 機械材料・材料力学
研究機関明治大学

研究代表者

納冨 充雄  明治大学, 理工学部, 専任教授 (70218288)

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: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2017年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード水素吸蔵合金 / マグネシウム合金 / 積層膜 / PCT測定 / マグネシウム / 真空蒸着法 / メカニカルアロイング / 水素吸蔵材料 / 抵抗加熱真空蒸着法 / PLD法 / メカニカルアロイング法 / 機械材料
研究成果の概要

水素吸蔵量を維持し,放出温度を低減する目的で,FeやTiを積層あるいは混合したMg系水素吸蔵合金の薄膜と粉体を作製し,X線回折によるMgH2の生成,DSC測定による放出温度測定,PCT測定による水素吸蔵量測定を実施した.真空蒸着法で作製したPolyimide/Mg/Fe/Pd積層膜及びFe/Mg/Ti積層膜において,MgH2の水素放出温度440℃に対して,Mgの膜厚に依存するが,最高で200℃の放出温度低下となった.一方,吸蔵量については4.5%ととなり,さらなる改善が必要である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

化石エネルギーの代替物として水素が注目され,燃料電池自動車の実用化が現実のものとなっている.しかし,輸送機械において,水素貯蔵の困難さという問題が完全に解決したわけではなく,むしろ今後の問題として残されている.本研究は水素を固体に貯蔵する材料の性能を改善する方法を示している点で,液相や気相で保存する他の方法に対して安全性に多くの利点を有する材料の開発・実用化に貢献する結果となっている.特に,水素放出温度が200℃以下となることで,エンジンの排熱利用が可能となり,輸送機械の燃費の向上にも貢献できる.

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

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Improved hydrogen desorption properties of magnesium hydride with TiFe0.8Mn0.2, graphite and iron addition2019

    • 著者名/発表者名
      Noor Aliah Abdul Majid, Naoki Maedam, Mitsuo Notomi
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 21 号: 55 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2019.02.190

    • 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] Hydrogen storage properties of Mg-based multilayer films2016

    • 著者名/発表者名
      Takuma HASHIMOTO, Mitsuo NOTOMI
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 3 号: 4 ページ: 16-00228-16-00228

    • DOI

      10.1299/mej.16-00228

    • NAID

      130005169804

    • ISSN
      2187-9745
    • 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] Improved Hydrogen Desorption Properties of Magnesium Hydride with TiFe0.8Mn0.2, Graphite and Iron Addition2018

    • 著者名/発表者名
      Noor Aliah ABDUL MAJID, Naoki MAEDA, Mitsuo NOTOMI
    • 学会等名
      16th International Symposium on Metal-Hydrogen Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子-金属複合膜における水素透過度の温度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井 雅久,間野 大貴,納冨 充雄
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2018 材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Temperature Dependence of Ti, Ni, SUS304, PI membranes for Hydrogen Permeability2017

    • 著者名/発表者名
      Masahisa Sakurai, Hiroki Mano, Mitsuo Notomi
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Mechanics, Aerospace and Informatics Engineering 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ti膜厚がMg/Fe薄膜の水素吸蔵放出特性に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      田邉 宏平,納冨 充雄
    • 学会等名
      日本機械学会第24回機械材料・材料加工技術講演会(M&P2016)
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg-(TiFe0.8Mn0.2)-Graphite複合体の水素吸蔵・放出特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      前田 直樹,納冨 充雄
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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