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XAFS-XRD同時測定からの水素吸蔵ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 18K04682
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26010:金属材料物性関連
研究機関九州大学

研究代表者

吉岡 聰  九州大学, 工学研究院, 助教 (50452818)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード水素吸蔵 / X線吸収分光 / X線回折 / Pd / XAFS / XRD / 相転移 / その場観察
研究成果の概要

Pd金属の水素吸蔵過程での局所構造と相変化について,XAFSとXRDによって観察した.Pd L3吸収端近傍でXAFSおよびXRDを水素雰囲気下の同一環境下測定するために,試料セルを設計・製作した.XRDでは,水素吸蔵を示す格子定数の系統的な膨張およびalpha相からbeta相へ転移の際に生じるプラトー領域が観察され,さらにそれらの圧力が増圧と減圧過程で異なるヒステリシスも示された.一方のXAFS実験では,吸収端がシフトし,Pd-H間の結合生成を示すピークが出現した.このようなXAFSスペクトル変化にもプラトー領域やヒステリシスが現れ,格子膨張と電子状態変化の相関がみられた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

持続可能型社会の構築に向け,水素エネルギーの活用が注目されている.水素エネルギーの利用には水素貯蔵技術の進展が欠かせない状況にある.高い水素/金属比を示すことが広く知られているPdについてその水素吸蔵過程での格子変化と電子状態変化の関係を観察できたことは,他の材料の水素吸蔵能について検討する際に有効である.さらに本研究で新たに開発・製作した試料セルは他の材料の水素吸蔵過程での構造変化を観察することが可能であり,波及効果は非常に大きい.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Local structure investigations of accumulated damage in irradiated MgAl2O4.2020

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshioka, K. Tsuruta, T. Yamamoto, K. Yasuda, S. Matsumura, T. Sugiyama, Y. Oba, N. Ishikawa, E. Kobayashi, K. Okudaira
    • 雑誌名

      J Am Ceram Soc.

      巻: 00 号: 8 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1111/jace.17101

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] XAFS-CT法によるNi基触媒材料の状態解析2019

    • 著者名/発表者名
      鳥越琢磨,吉岡聰,杉山武晴,瓜田幸幾,中越修, 松村晶
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] In Situ Observation of Hydrogen Absorption in Palladium Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshioka, T. Yoshimoto, T. Yamamoto, K. Yasuda, S. Matsumura, T. Sugiyama, E. Kobayashi, H. Kobayashi, H. Kitagawa
    • 学会等名
      17 International Conference on X-ray Absorption Fine Structure
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pd水素吸蔵過程のX線構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      三宅 翔太,重松 晃次,山本 知一,吉岡 聰,安田 和弘,松村 晶
    • 学会等名
      H30年度金属学会,鉄鋼協会,軽金属学会九州支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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