| 研究課題/領域番号 |
19H02454
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
湯川 宏 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50293676)
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| 研究分担者 |
南部 智憲 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10270274)
荒木 秀樹 大阪大学, 工学研究科, 教授 (20202749)
浅野 耕太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (30415640)
松本 佳久 大分工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (40219522)
髭本 亘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (90291103)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | B2型金属間化合物 / 水素透過能 / 水素溶解特性 / 水素拡散性 / 水素占有状態 / 水素透過合金 / 水素占有位置 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、種々のB2型金属間化合物の水素固溶領域における水素溶解特性、水素拡散性、水素透過能、水素占有状態、機械的性質などの基礎的物性を定量評価しそれらを体系化する。Pd-Cu合金の低温域における水素透過能の特異な変化の発現機構を明らかにするとともに、B2構造ならではの特性を理解し水素透過合金としてのポテンシャルを明らかにする。
一連の研究により得られる知見に基づいて、B2型金属間化合物による低温作動型水素透過合金の開発指針を得る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、B2型金属間化合物の低温作動型水素透過膜としてのポテンシャルを明らかにし、得られた知見に基づいて低温作動型水素透過合金の開発指針を得ることを目的に研究を行なった。
PdCu合金の水素透過能に及ぼす過剰Cuの影響を調査し、200℃程度の低温域で高い水素透過能を示す合金を見いだした。過剰Cuは水素の溶解と拡散に影響を及ぼすものの、室温域では空孔など過剰Cu以外の水素トラップ作用により水素透過能が大きく低下することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
代表的な水素透過金属膜としてPd-Cu合金、Pd-Ag合金が知られているが、いずれも400℃以上の高温で使用することを前提としていた。本研究では、Pd-Cu合金の組成を検討し、200℃程度の低温域で従来のPd-Cu合金よりも高い水素透過能を示す合金を見いだした。これにより、よりエネルギー効率の高い水素分離・精製を実現し、将来の水素社会に大きく貢献すると考えられる。また、本研究では非Pd系のB2型金属間化合物について検討を行なった。これらの成果は、ロシアなど限られた産地に依存する希少で高価なPdからの脱却に向けた第1歩であると言える。
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