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B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-

研究課題

研究課題/領域番号 18206073
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東北大学

研究代表者

折茂 慎一  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40284129)

研究分担者 上床 美也  東京大学, 物性研究所, 准教授 (40213524)
湯川 宏  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50293676)
中森 裕子  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90359539)
大山 研司  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60241569)
飛田 健次  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合炉システム研究グループ, グループリーダー (50354569)
連携研究者 大山 研司  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60241569)
飛田 健次  日本原子力研究開発機構, 核融合炉システム研究グループ, グループリーダー (50354569)
松尾 元彰  東北大学, 金属材料研究所, 博士研究員 (20509038)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
48,750千円 (直接経費: 37,500千円、間接経費: 11,250千円)
2008年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2007年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2006年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
キーワード水素 / 水素化物 / エネルギー / 水素貯蔵 / リチウム / イオン伝導 / マイクロ波 / 中性子 / 錯体水素化物 / 電気陰性度 / 中性子遮蔽 / 超イオン伝導 / 複合材料 / ミリング
研究概要

B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極めて重要である。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (66件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (34件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (15件) 図書 (9件) 備考 (7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Stabilization of lithium superionic conduction phase and enhancement of conductivity of LiBH_4 by LiCl addition2009

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuo, H. Takamura, H. Maekawa, H.-W. Li, S. Orimo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 94(10.1063/1.3088857)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Halide-stabilized LiBH4, a room-temperature lithium fast-ion conductor2009

    • 著者名/発表者名
      H. Maekawa, et.al.
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society 131

      ページ: 894-895

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and computational studies on solvent-free rare-earth metal borohydrides R(BH_4)_3(R=Y, Dy, and Gd)2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, K. Miwa, Y. Nakamori, K. Ohoyama, H.-W. Li, T. Noritake, M. Aoki, S. Towata, S. Orimo
    • 雑誌名

      Physical Review B 77(10.1103/PhysRevB.77.104114)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Magnesium borohydride : A new hydrogen storage material2008

    • 著者名/発表者名
      T. Matsunaga, et.al.
    • 雑誌名

      Renewable Energy 33

      ページ: 193-196

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of metal borohydrides for hydrogen storage2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamori, et.al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry of Solids 69

      ページ: 2292-2296

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dehydiridng and rehydiridng processes of well-crystallized Mg(BH4)2 accompanying with formation of intermediate compounds2008

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, et.al.
    • 雑誌名

      Acta Materialia 56

      ページ: 1342-1347

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and dehydiridng properties of Ca(BH4)22008

    • 著者名/発表者名
      M. Aoki, et.al.
    • 雑誌名

      Applied Physics A 92

      ページ: 601-605

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and computational studies on solvent-free rare-earth metal borohydrides R(BH4)3 (R=Y, Dy, and Gd)2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, et.al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 77

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and hydrogen storage properties of a single-phase magnesium borohydride Mg(BH_4)_22008

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, et.al.
    • 雑誌名

      Materials Transactions 49

      ページ: 2224-2228

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of Ca(BD_4)_2 β-phase from combined neulmn and synchrotron X-ray powder diffraction data and density functional calculations2008

    • 著者名/発表者名
      F. Buchter, et.al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 112

      ページ: 8042-8048

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential scanning calorimetry measurements of magnesium borohydride Mg(BH_4)_22008

    • 著者名/発表者名
      Y. Yan, et.al.
    • 雑誌名

      Materials Transactions 49

      ページ: 2751-2752

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen storage properties of Mg(BH_4)_22008

    • 著者名/発表者名
      T. Matsunaga, et.al.
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 459

      ページ: 583-588

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] エネルギー利用を目指した水素化物の材料設計2008

    • 著者名/発表者名
      池田一貴, ら
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術 18

      ページ: 180-185

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 次世代水素貯蔵材料としての水素化物の材料設計2008

    • 著者名/発表者名
      池田一貴, ら
    • 雑誌名

      化学工業 59

      ページ: 21-25

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] リチウムボロハイドライドLiBH4での多様なエネルギー関連機能-高密度水素貯蔵, マイクロ波吸収, そしてリチウム超イオン伝導-2008

    • 著者名/発表者名
      松尾元彰, 折茂慎一
    • 雑誌名

      固体物理 43

      ページ: 921-927

    • NAID

      40016408652

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Dehydiridng and rehydiridng processes of well-crystallized Mg(BH_4)_2 accompanying with formation of intermediate compounds2008

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, et. al.
    • 雑誌名

      Acta Materialia 56

      ページ: 1342-1347

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lithium superionic conduction in lithium borohydride accompanied by structural transition2007

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuo, Y. Nakamori, S. Orimo, H. Maekawa, H. Takamura
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 91(10.1063/1.2817934)

    • NAID

      120002337960

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Complex hydrides for hydrogen storage2007

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo, Y. Nakamori, J.R. Eliseo, A. Zuttel, C.M. Jensen
    • 雑誌名

      Chemical Reviews 107(10.1021/cr0501846)

      ページ: 4111-4132

    • NAID

      10015596589

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effects of microwave irradiation on the dehydriding reaction of the composites of lithium borohydride and microwave absorber2007

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuo, Y. Nakamori, K. Yamada, S. Orimo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 90(10.1063/1.2746061)

    • NAID

      120002337949

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Complex hydrides for hydrogen storage2007

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo, et. al.
    • 雑誌名

      Chemical Reviews 107

      ページ: 4111-4132

    • NAID

      10015596589

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamical stabilities of metal-borohydrides2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamori, et. al.
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 446-447

      ページ: 296-300

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Materials designing of metal borohydrides:Viewpoints from thermodynamical stabilities2007

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, et. al.
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 446-447

      ページ: 315-318

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of ball milling and additives on dehydriding behaviors of well-crystallized Mg(BH_4)_22007

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, et. al.
    • 雑誌名

      Scripta Materialia 57

      ページ: 679-682

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lithium superionic conduction in lithium borohydride accompanied by structural transition2007

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuo, et. al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 91

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and computational studies on solvent-free rare-earth metal borohydrides R(BH_4)_3(R=Y, Dy, and Gd)2007

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, et. al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of microwave irradiation on metal hydrides and complex hydrides2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamori, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermodynamical stabilities of metal-borohydrides2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamori, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of microwave irradiation on the dehydriding reaction of the composites of lithium-borohydride and microwave absorber2007

    • 著者名/発表者名
      M.Matsuo, et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Correlation between thermodynamical stabilities of metal-borohydrides and cation electronegativities : First-principle calculations and experiments2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamori, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 74

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Syntheses and hydrogen desorption properties of metal-borohydrides M(BH_4)_n (M = Mg, Sc, Zr, Ti, and Zn : n = 2 - 4) as advanced hydrogen storage materials2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamori, et al.
    • 雑誌名

      Materials Transaction 47・8

      ページ: 1898-1901

    • NAID

      10019296708

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Tetrahydroborates as new hydrogen storage materials2006

    • 著者名/発表者名
      A.Zuttel, et al.
    • 雑誌名

      Scripta Materialia 56

      ページ: 823-828

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Lithium colloids and color center creation in electron-irradiated Li_2NH observed by electron-spin resonance2006

    • 著者名/発表者名
      F.Beuneu, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 74

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] エネルギー利用を目指した錯体水素化物の研究2006

    • 著者名/発表者名
      折茂慎一, 中森裕子
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニアリング 51・7

      ページ: 73-77

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 水素貯蔵技術へのマイクロ波応用2006

    • 著者名/発表者名
      中森裕子, 折茂慎一
    • 雑誌名

      金属 76・8

      ページ: 35-35

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Single- and double-cations borohydrides for hydrogen storage applications (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo, et.al.
    • 学会等名
      The 2008 Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology (AsiaNANO2008)
    • 発表場所
      シンガポール、シンガポール
    • 年月日
      2008-11-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] エネルギー利用を目指した錯体水素化物の材料設計(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      折茂慎一
    • 学会等名
      化学工学会第40回秋季大会
    • 発表場所
      日本、宮城県仙台市
    • 年月日
      2008-09-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Borohydrides for energy applications (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo
    • 学会等名
      The Third LANL-NEDO-AIST Workshop on Fuel Cell Performance Improvement & Hydrogen Storage Materials
    • 発表場所
      米国、サンディアゴ
    • 年月日
      2008-09-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Structural investigation of metal borohydrides by X-ray/neutron diffraction and computational study (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, et.al.
    • 学会等名
      IUCr2008 Osaka, Japan XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      日本、大阪府大阪市
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Metal borohydrides for energy applications2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo
    • 学会等名
      MH2008 International Symposium on Metal-Hydrogen Systems
    • 発表場所
      Reykjavik, Iceland
    • 年月日
      2008-07-19
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Metal borohydrides for energy applications (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo, et.al.
    • 学会等名
      MH2008 International Symposium on Metal-Hydrogen Systems
    • 発表場所
      アイスランド、レイキャビック
    • 年月日
      2008-06-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 水素をもっと身近に -次世代水素貯蔵材料の研究開発- (依頼講演)2008

    • 著者名/発表者名
      折茂慎一
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      日本、千葉
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水素エネルギー利用を目指した錯体水素化物の材料設計(依頼講演)2008

    • 著者名/発表者名
      折茂慎一
    • 学会等名
      日本化学会
    • 発表場所
      日本、東京
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Materials for new energy needs2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo
    • 学会等名
      Japanese-French Frontiers of Science Symposium
    • 発表場所
      Roscoff, France
    • 年月日
      2008-01-26
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Metal borohydrides for energy applications(invited)2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo
    • 学会等名
      Second Japanese-French Frontiers of Science Symposium
    • 発表場所
      フフンス、ロスコフ
    • 年月日
      2008-01-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Metal borohydrides for energy applications(invited)2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo
    • 学会等名
      EMPA 2nd Symposium Hydrogen & Energy
    • 発表場所
      スイス、ブラウンバルド
    • 年月日
      2008-01-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Single- and double-cations borohydrides for hydrogen storage applications(invited)2007

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo
    • 学会等名
      International Symposium on Materials Issues on a Hydrogen Economy
    • 発表場所
      米国、リッチモンド
    • 年月日
      2007-11-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Metal borohydrides for hydrogen storage applications(invited)2007

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2007
    • 発表場所
      米国、デトロイト
    • 年月日
      2007-09-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Materials designing of complex hydrides(invited)2007

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo
    • 学会等名
      2nd China-Japan Seminar on Hydrogen Storage Materials
    • 発表場所
      中国、北京
    • 年月日
      2007-05-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Materials designing of complex hydrides(invited)2007

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo
    • 学会等名
      The first Oxford-Kobe Energy Seminar
    • 発表場所
      日本、神戸
    • 年月日
      2007-04-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Hydrogen as a future energy carrier,Ch. 6.5 Tetrahydroborates as a non-nontransitionmetal hydrides2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo, A. Zuttel
    • 出版者
      WILEY-VCH
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] Solid-state hydrogen storage -materials and chemistry-, Ch. 15 Borohydrides as hydrogen storage materials2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamori, S. Orimo
    • 出版者
      Woodhead Publishing Limited
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] ホウ素・ホウ化物の基礎と応用2008

    • 著者名/発表者名
      李海文, ら
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2007 実績報告書
  • [図書] Hydrogen as a future carrier2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo, A. Zuttel
    • 出版者
      WILEY-VCH
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Solid-state hydrogen storage -materials and chemistry-2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamori, S. Orimo
    • 出版者
      Woodhead Publishing Limited
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Hydrogen as a Future Carrier2008

    • 著者名/発表者名
      S. Orimo, A. Zuettel
    • 総ページ数
      427
    • 出版者
      WILEY-VCH
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 有機貯蔵材料とナノ技術 -水素社会に向けて-2007

    • 著者名/発表者名
      折茂慎一, 中森裕子
    • 総ページ数
      367
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] エコマテリアルハンドブック2006

    • 著者名/発表者名
      中森裕子, 折茂慎一
    • 総ページ数
      823
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 水素・燃料電池ハンドブック2006

    • 著者名/発表者名
      折茂慎一, 中森裕子
    • 総ページ数
      1102
    • 出版者
      オーム社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.hydrogen.imr.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 科学新聞(2009年2月6日)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 日刊工業新聞(2009年1月27日)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 日経産業新聞(2007年12月7日)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 日刊工業新聞(2007年11月30日)など

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.hydrogen.imr.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.hydrogen.imr.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 水素貯蔵媒体の製造方法2007

    • 発明者名
      中森裕子、松尾元彰、山田啓太郎、折茂慎一
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2007-167182
    • 出願年月日
      2007-06-26
    • 取得年月日
      2009-01-15
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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