| 研究課題/領域番号 |
21K12534
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
岩瀬 謙二 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (00524159)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 中性子回折 / Rietveld解析 / 水素貯蔵材料 / 拡散 / 重水素化物 / PDF解析 / 量子ビーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、大強度陽子加速器施設内の中性子回折装置とその場観察測定（In-situ測定）を活用し、Ti-Cr-Mo固溶体合金の吸蔵放出特性をフルに引き出すために“残留水素が占有するサイト及び占有サイトを形成している金属原子(Ti,Cr,Mo)の分布”を突き止めることを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
TiCrMo bcc固溶体合金は吸蔵した水素を全て放出することができず一部が合金内に残留し、残留量は、最大吸蔵時の約40%程度に達する。吸蔵放出過程において、中性子回折実験を実施した。水素吸蔵に伴うbcc構造からCaF2-typeへの構造変化、構造変化中や合金内に残留した水素の占有位置・占有量を定量化した。最大吸蔵時では、CaF2-typeを有し、水素はTサイトのみ占有する。水素残留時では、bcc構造を有し水素はTサイトを占有していた。残留水素周辺の金属原子の分布を解析した結果、CrやMoと比べてTiが多く分布していることが得られた。Tiの分布が、残留水素と密接に関連していることが得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属格子内のTiの配置を制御することが、残留水素の解消に繋がる。残留水素が占有されているTサイトを構成するTi,Cr,Moが均一に配置されることによって、残留水素量の減少が可能となると思われる。これまでアーク溶解を用いて、固溶体合金の合成を実施してきた。今回の研究成果から、アーク溶解以外の手法でTi,Cr,Moの配置を制御する合成方法を導入することによって、吸蔵放出特性の改善が可能となる。残留水素の解消によって、これまでの水素貯蔵材料の中で、繰り返し最大量の吸蔵放出が可能となることが期待される。この結果は、社会での水素インフラの普及過程において、水素貯蔵材料の活用に岐路を見出せたと考えられる。
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