| 研究課題/領域番号 |
19K22038
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
今宿 晋 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40606620)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | レーザ誘起プラズマ分光法 / 水素 / 定量分析 / 分布測定 / レーザー誘起プラズマ分光法 / 水素濃度分布 / ニッケル水素電池 / 正極 / 水素吸蔵合金 / 3次元マッピング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
レーザ誘起プラズマ分光法(Laser Induced Breakdown Spectroscopy: LIBS)によって簡便かつ迅速に材料中の水素をマイクロメータスケールで3次元的に定量表示する手法を確立し、材料の性能向上につながる知見を得ることができる汎用的な水素分析法の実現を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、材料中の水素を簡便かつ迅速に局所分析できる手法として、レーザー誘起プラズマ発光分光(LIBS)法に着目し、LIBSによる水素の定量分析および水素の定量分布測定の可能性について調べた。試料表面の水分を充分除去して、ヘリウム減圧雰囲気下で試料からの656.08 nmの発光の強度を測定することで、0.2～7.7 mass%の範囲で水素の定量分析が可能であることがわかった。また、充放電試験を行ことで不均一な水素分布を持つニッケル水素電池正極にレーザーを照射して、試料台を移動させる操作を繰り返すことで水素の定量分布測定も可能であることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、レーザー誘起プラズマ発光分光法を用いて、固体材料中の水素濃度分布を測定する方法を確立した。この手法は、従来の水素分布測定法と異なり、簡便かつ迅速に測定できるため、材料の性能向上につながる知見(例えば、水素吸蔵合金における水素侵入経路、燃料電池電極における反応機構および鉄鋼材料の水素脆化機構を解明するための情報)を得るための汎用的な水素分析法として普及する可能性がある。
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