アルミニウム系水素貯蔵材料の高機能化-反応機構の解明と促進

• 研究課題/領域番号: 21760547
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2010); 東北大学 (2009)
• 研究代表者: 池田 一貴 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任准教授 (80451615)
• 研究協力者: 大下 秀敏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任助教 ; 大友 季哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (90270397) ; 鈴谷 賢太郎 独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究主幹 (50354684) ; 武藤 俊介 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20209985) ; 湯川 宏 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50293676) ; 佐藤 豊人 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (20455851) ; 千星 聡 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (00364026) ; 李 海文 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20505771) ; 大山 研司 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60241569) ; 折茂 慎一 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40284129)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 水素 / 水素化物 / 水素貯蔵 / エネルギー / 中性子 / アルミニウム / 熱的安定性 / 結晶構造 / ミリング / X線光電子分光 / 透過型電子顕微鏡 / 高輝度X線回折

研究概要

アルミニウム系水素貯蔵材料の高機能化に関する研究を実施した。アルミニウム水素化物(AlH_3)の化学合成条件を最適化するともに、結晶および表面構造と熱的安定性や水素放出特性を評価し、それらの相関を調べた。AlH_3の表面には水素放出反応を抑制する厚さ3～5nmの非晶質Al_2O_3およびχ-Al_2O_3が存在しており、雰囲気制御ミリング処理で表面改質することにより水素放出反応が促進されることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Structural and hydrogen desorption properties of aluminum hydride (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, H.Ohshita, N.Kaneko, J.Zhang, M.Yonemura, T.Otomo, K.Suzuya, H.Yukawa, M.Morinaga, H.W.Li, S.Semboshi, S.Orimo.
  • 雑誌名: Materials Transactions 52
  • NAID: 10028174826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and hydrogen desorption properties of aluminum hydride (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, H.Ohshita, N.Kaneko, J.Zhang, M.Yonemura, T.Otomo, K.Suzuya, H.Yukawa, M.Morinaga, H.W.Li, S.Semboshi, S.Orimo
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 52 ページ: 598-601
  • NAID: 10028174826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multimode hydriding/dehydriding reactions of CaPd (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, N.Okuda, K.Ohoyama, H.-W.Li, H.T.Takeshita, T.Otomo, S.Orimo.
  • 雑誌名: Chemical Communications 46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface changes on AlH_3 during the hydrogen desorption (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kato, M.Bielmann, K.Ikeda, S.Orimo, A.Borgschulte, A.Zuttel.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multimode hydriding/dehydriding reactions of CaPd (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, N.Okuda, K.Ohoyama, H.W.Li, H.T.Takeshita, T.Otomo, S.Orimo
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 46 ページ: 8380-8382
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface changes on AlH_3 during the hydrogen desorption (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kato, M.Bielmann, K.Ikeda, S.Orimo, A.Borgschulte, A.Zuttel
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface changes on AlH3 during the hydrogen desorption (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kato, M.Bielmann, K.Ikeda, S.Orimo, A.Borgschulte, A.Zuttel
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dehydriding reaction of AlH_3 : in-situ microscopic observations combined with thermal and surface analyses (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, S.Muto, K.Tatsumi, M.Menjo, S.Kato, M.Bielmann, A.Zuttel, C.M.Jensen, S.Orimo.
  • 雑誌名: Nanotechnology 20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dehydriding process of α-AlH_3 observed by transmission electron microscopy and electron energy-loss spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Muto, K.Tatsumi, K.Ikeda, S.Orimo.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dehydriding reaction of AlH_3 : in-situ microscopic observations combined with thermal and surface analyses (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, S.Muto, K.Tatsumi, M.Menjo, S.Kato, M.Bielmann, A.Zuttel, C.M.Jensen, S.Orimo
  • 雑誌名: Nanotechnology 20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dehydriding process of α-AlH_3 observed by transmission electron micros copy and electron energy-loss spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Muto, K.Tatsumi, K.Ikeda, S.Orimo
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible hydriding/dehydriding properties of new Y_3Al_2 hydrides (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, N.Watanabe, S.Kato, T.Sato, Y.Nakamori, S.Orimo
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 471
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct dry syntheses and thermal analyses of a series of aluminum complex hydrides (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Sato, K.Ikeda, H.-W.Li, S.Orimo
  • 雑誌名: Materials Transactions 50 ページ: 182-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses, crystal structures, and thermal analyses of solvent-free Ca(AlD_4)_2 and CaAlD_5 (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Sato, M.H.Sorby, K.Ikeda, S.Sato, B.C.Hauback, S.Orimo
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 487 ページ: 472-478
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高密度水素貯蔵を目指した水素化物の材料設計と特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田一貴, 李海文, 折茂慎一
  • 雑誌名: 化学工業 60 ページ: 51-55
• [学会発表] Synthesis, atomic structure and hydrogen storage properties of aluminum hydride (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, S.Muto, T.Otomo, S.Orimo
  • 学会等名: Thermec'2011 International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials
  • 発表場所: Quebec, Canada. (Invited)
  • 年月日: 2011-08-01
• [学会発表] Synthesis, atomic structure and hydrogen storage properties of aluminum hydride (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, S.Muto, T.Otomo, S.Orimo
  • 学会等名: Thermec' 2011 International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials
  • 発表場所: Quebec, Canada (発表確定)
• [学会発表] アルミニウム水素化物の脱水素化過程の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田一貴, 李海文, 折茂慎一, 巽一厳, 武藤俊介, 湯川宏, 森永正彦, 橋邦彦, 伊藤秀明, 兜森俊樹, S.Kato, M.Bielmann, A.Borgschulte, A.Zuttel
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春期(第146回)大会
  • 発表場所: 筑波大学(つくば市)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] Hydrogen Storage in Aluminum Hydride-from nano-characterization to semi-practical evaluation- (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, S.Orimo
  • 学会等名: Eighteenth International Symposium on Processing and Fabrication of Advanced Materials XVIII (PFAM XVIII)
  • 発表場所: Sendai, Japan. (Invited)
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] Hydrogen Storage in Aluminum Hydride -from nano-characterization tosemi-practical evaluation- (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田一貴, 折茂慎一
  • 学会等名: Eighteenth International Symposium on Processing and Fabrication of Advanced Materials XVIII(PFAMXVIII)
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] Synthesis, properties and applications of aluminum hydride (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, K.Tatsumi, S.Muto, S.Sato, M.Menjo, S.Kato, M.Bielmann, A.Zuttel, K.Hashi, H.Itoh, T.Kabutomori, C.M.Jensen, S.Orimo
  • 学会等名: Thermec'2009 International Conference on Processing&Manufacturing of Advanced Materials
  • 発表場所: Berlin, Germany. (Invited)
  • 年月日: 2009-08-27
• [学会発表] Synthesis, properties and applications of aluminum hydride (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, K.Tatsumi, S.Muto, S.Sato, M.Menjo, S.Kato, M.Bielmann, A.Zuttel, K.Hashi, H.Itoh, T.Kabutomori, C.M.Jensen, S.Orimo
  • 学会等名: Thermec' 2009 International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2009-08-27
• [学会発表] Hydrogen Storage in Aluminum Hydride (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, M.Menjo, H.W.Li, S.Muto, K.Tatsumi, K.Hashi, H.Itoh, T.Kabutomori, S.Orimo
  • 学会等名: The Seventeenth Annual International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE-17)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA. (Invited)
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Hydrogen Storage in Aluminum Hydride (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ikeda, M.Menjo, H.W.Li, S.Muto, K.Tatsumi, K.Hashi, H.Itoh, T.Kabutomori, S.Orimo
  • 学会等名: The Seventeenth Annual International Conference on COMPOSITES/NANO ENGINEERING(ICCE-17)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2009-07-28
• [図書] 水素製造・吸蔵・貯蔵・輸送材料と安全化("アルミニウム水素化物による水素貯蔵") (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田一貴, 折茂慎一, 齋藤寛之, 町田晃彦, 片山芳則, 青木勝敏
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー
• [図書] 水素製造・吸蔵・貯蔵・輸送材料と安全化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田一貴, 折茂慎一, 齋藤寛之, 町田晃彦, 片山芳則, 青木勝敏
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.kek.jp/imss/
• [備考]
  • URL: http://www.kek.jp/imss/