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量子ビームによる水素貯蔵材料の静的・動的構造変化のその場観察

研究課題

研究課題/領域番号 17K05114
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 量子ビーム科学
研究機関茨城大学

研究代表者

岩瀬 謙二  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (00524159)

研究分担者 佐藤 博隆  北海道大学, 工学研究院, 助教 (30610779)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード中性子小角散乱 / 中性子透過法 / X線小角散乱 / X線回折 / 小角散乱 / 水素貯蔵 / ナノ構造 / 結晶構造 / XRD / 量子ビーム / X線 / 水素 / 構造・機能材料
研究成果の概要

その場観察測定(In-situ測定)による水素化物・重水素化物相の中性子小角散乱スペクトルおよび中性子透過スペクトルの測定に成功した。中性子小角散乱の結果から、Q領域毎に表面構造(ナノ構造)が変化することが得られた。特に超格子型合金では、水素吸蔵量の違いによる表面構造変化も捉える事ができた。中性子透過実験の結果から、全断面積値を定量化した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで水素吸蔵合金の構造に関する研究は、結晶構造など静的な構造に関する物が多かった。In-situによる中性子小角散乱や中性子透過測定法を確立し、従来の静的な構造に加えて動的な構造に関する情報も取得することが可能となった。これまで、水素の吸蔵放出過程に関して詳細な機構は明らかにされていなかった。従来の方法に加えて、今回新たに測定法を確立した小角散乱法と透過法を組み合わせると共に表面構造や合金内の水素の挙動に関する情報を加えることによって吸蔵放出過程の理解が進み、他の組成の試料へ応用することによって高容量化を目指した材料設計が可能となることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 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 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Crystal structure and hydrogen absorption- desorption property of La5Co192019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Iwase, Takashi Ueno, Kazuhiro Mori,
    • 雑誌名

      Int. J. Hydrogen Energy

      巻: 44 号: 41 ページ: 23172-23178

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2019.06.197

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase transition and hydrogenation properties of Ce2Ni7-type Pr2Co7 during hydrogen absorption process2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Iwase, Kazuhiro Mori, Suguru Tashiro, and Tetsuya Suzuki
    • 雑誌名

      Int. J. Hydrogen Energy

      巻: 43 号: 24 ページ: 11100-11108

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2018.04.197

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Mg substitution on crystalline structure and hydrogenation of Gd4MgNi192018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Iwase, Kazuhiro Mori, Naoyoshi Terashita, Suguru Tashiro, Tetsuya Suzuki
    • 雑誌名

      Int. J. Hydrogen Energy

      巻: 43 号: 3 ページ: 50-57

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2017.11.166

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure of Pr3MgNi14Dx studied by in situ neutron diffraction2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Iwase, Kazuhiro Mori, Naoyoshi Terashita, Suguru Tashiro, Tetsuya Suzuki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 号: 12 ページ: 6933-6937

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b00390

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] La2Co7の水素吸蔵過程における結晶相からアモルファス相への構造変化2019

    • 著者名/発表者名
      上野恭司、渡邊将、志藤悠平、岩瀬謙二、町田晃彦、Hyunjeong Kim、榊浩司
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Co置換が水素吸蔵放出特性に与える影響及びGdNi3-xCoxの結晶構造2019

    • 著者名/発表者名
      志藤悠平、上野恭司、岩瀬謙二
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] La5Co19の水素吸蔵放出特性と結晶構造2018

    • 著者名/発表者名
      上野恭司、渡邊将人、岩瀬謙二
    • 学会等名
      日本金属学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Pr-Co2元系超格子型合金の水素吸蔵放出特性と結晶構造2017

    • 著者名/発表者名
      岩瀬謙二
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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