多様な量子ビームその場観察技術を用いた新規アルミニウム合金水素化物の探索

• 研究課題/領域番号: 25420725
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 齋藤 寛之 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 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (20373243)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 高温高圧 / 水素化物 / 放射光 / 中性子 / アルミニウム合金 / アルミニウム水素化物 / 放射光その場観察 / アルミニウム合金水素化物 / 中性子線回折その場観察

研究成果の概要

高温高圧合成は常圧近傍では得ることのできない物質を合成できる有効な手法である。高温高圧法を利用して、軽量で小型かつ安全な水素貯蔵法を実現することを目的としてアルミニウム合金水素化物の探索を行った。探索を効率的に進めるために複数の量子ビームその場観察技術の開発を行った。
アルミニウムと銅の合金を10万気圧800℃の高温高圧下で反応させることで、目的とするアルミニウム合金の水素化物を得ることに成功した。また、高温高圧下での金属の水素化反応をX線吸収微細構造測定や中性子線回折測定によりその場観察することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] 新規金属水素化物の高温高圧合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 寛之, 高木 成幸, 折茂 慎一, 青木 勝敏
  • 雑誌名: 粉体および粉末冶金 巻: 63
  • NAID: 130005156351
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 高温高圧下における鉄の重水素化反応のその場観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 寛之, 町田 晃彦, 青木 勝敏
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 26
  • NAID: 130005158541
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydrogenation of L12-type AlNi3 alloy at high pressure and temperature (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Endo, H. Saitoh, A. Machida, Y. Katayama
  • 雑誌名: Journal Alloys and Compounds 巻: 印刷中 ページ: S61-S63
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.01.200
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] fcc Fe 中の重水素原子のサイト占有状態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 青木勝敏，町田晃彦，齋藤寛之，服部高典，佐野亜沙美
  • 雑誌名: 波紋 巻: 25 ページ: 26-31
  • NAID: 130007510577
• [雑誌論文] True boundary for the formation of homoleptic transition-metal hydride complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Takagi, Y. Iijima, T. Sato, H. Saitoh, K. Ikeda, T. Otomo, K. Miwa, T. Ikeshoji, K. Aoki, S. Orimo
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 54 号: 19 ページ: 5650-5653
  • DOI: 10.1002/anie.201500792
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phase diagram of the Eu–H system at high temperatures and high hydrogen pressures (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Saitoh, A. Machida, T. Matsuoka, K. Aoki
  • 雑誌名: Solid State Communications 巻: 205 ページ: 24-27
  • DOI: 10.1016/j.ssc.2014.12.019
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydrogenation of a TiFe-based alloy at high pressures and temperatures (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Endo, I. Saita, Y. Nakamura, H. Saitoh, A. Machida
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy 巻: 40 号: 8 ページ: 3283-3287
  • DOI: 10.1016/j.ijhydene.2015.01.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydrogenation of Anodized Aluminum and Crystal Growth of Formed Hydride at High Pressure and High Temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Saitoh, S. Kato, M. Katagiri
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 55 号: 8 ページ: 1114-1116
  • DOI: 10.2320/matertrans.MG201411
  • NAID: 130004825215
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Li4FeH6: iron-containing complex hydride with high gravimetric hydrogen density (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Saitoh, S. Takagi, M. Matsuo, Y. Iijima, N. Endo, K. Aoki, S. Orimo
  • 雑誌名: APL Materials 巻: 2 号: 7 ページ: 076103-076103
  • DOI: 10.1063/1.4886219
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synchrotron X-ray diffraction techniques for in situ measurement of hydride formation under several gigapascals of hydrogen pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Saitoh, A. Machida, K. Aoki
  • 雑誌名: Chinese Science Bulletin 巻: 59 号: 36 ページ: 5290-5301
  • DOI: 10.1007/s11434-014-0543-8
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Site occupancy of interstitial deuterium atoms in face-centred cubic iron (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Machida, H. Saitoh, H. Sugimoto, T. Hattori, A. Sano-Furukawa, N. Endo, Y. Katayama, R. Iizuka, T. Sato, M. Matsuo, S. Orimo, K. Aoki
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 5063-5063
  • DOI: 10.1038/ncomms6063
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 放射光その場観察を用いた高温高圧下での新規金属水素化物合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之, 高木成幸, 青木勝敏, 折茂慎一
  • 雑誌名: 放射光 巻: 27 ページ: 10-19
  • NAID: 40019965794
• [雑誌論文] Synthesis and formation process of Al2CuHx: A new class of interstitial aluminum-based alloy hydride (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Saitoh, S. Takagi, N. Endo, A. Machida, K. Aoki, S. Orimo, Y. Katayama
  • 雑誌名: APL Materials 巻: 1 号: 3
  • DOI: 10.1063/1.4821632
  • 査読あり
• [学会発表] Syntheses of novel hydrides under high pressure and high temperature (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Saitoh, S.Takagi, K.Aoki, S.Orimo
  • 学会等名: THERMEC'2016
  • 発表場所: Graz, Austria
  • 年月日: 2016-05-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] TiCo3合金の高温高圧での水素化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之, 森本勝太
  • 学会等名: 日本金属学会2016年春期(第158回)大会, 東京理科大葛飾キャンパス
  • 発表場所: 東京理科大葛飾キャンパス(東京)
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] 放射光を利用した金属水素化物の高温高圧合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之
  • 学会等名: フロンティア機能物質創製センター第２回シンポジウム
  • 発表場所: 兵庫県立先端科学技術支援センター(上郡)
  • 年月日: 2016-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] 放射光と高温高圧法を利用した新しい水素貯蔵材料の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之
  • 学会等名: 第2回放射光設備利用講習会
  • 発表場所: 津山高専(津山)
  • 年月日: 2016-02-29
• [学会発表] SYNTHESES OF NOVEL HYDRIDES UNDER HIGH PRESSURE (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Saitoh, S.Takagi, K.Aoki, S.Orimo
  • 学会等名: 10th Int. Symposium "Hydrogen & Energy"
  • 発表場所: ラフォーレ蔵王(蔵王)
  • 年月日: 2016-02-21
  • 国際学会
• [学会発表] 新規金属水素化物の高温高圧合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之, 高木成幸, 青木勝敏, 折茂慎一
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会 平成27年度秋季大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス(京都)
  • 年月日: 2015-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] 放射光その場観察を利用した金属錯体水素化物の高温高圧合成研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之, 高木成幸, 青木勝敏, 折茂慎一
  • 学会等名: 第56回高圧討論会
  • 発表場所: JMSアステールプラザ(広島)
  • 年月日: 2015-11-10
• [学会発表] 高温高圧法による新規水素化物の合成研究2 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 寛之, 高木 成幸, 折茂 慎一
  • 学会等名: 第２回 「公益社団法人日本金属学会研究会 水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会」
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス(金沢)
  • 年月日: 2015-10-22
• [学会発表] 高密度水素化物実現を目指した高温高圧合成研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之, 高木成幸, 青木勝敏, 折茂慎一
  • 学会等名: 日本金属学会 2015年秋期(第157回)講演大会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス(博多)
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] アルミニウムを主原料とする新しい水素貯蔵合金の合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之
  • 学会等名: SPring-8シンポジウム2015
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス(博多)
  • 年月日: 2015-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] 高温高圧法を利用した新規水素貯蔵材料開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之
  • 学会等名: 平成27年度 第10回水素若手研究会
  • 発表場所: 産総研福島再生可能エネルギー研究所(郡山)
  • 年月日: 2015-08-24
  • 招待講演
• [学会発表] CsCl型構造アルミニウム合金 AlFe, AlCo, AlNiの高温高圧下での水素化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠藤成輝, 齋藤寛之, 町田晃彦
  • 学会等名: 日本金属学会2015年春期講演大会
  • 発表場所: 東京大学 (東京都目黒区)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] 新規金属水素化物の合成研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之
  • 学会等名: 第2回愛媛大学先進超高圧科学研究拠点（PRIUS）シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学 (愛媛県松山市)
  • 年月日: 2015-02-23 – 2015-02-24
• [学会発表] [ONSA賞受賞講演]放射光その場観察を利用した新しい水素貯蔵合金開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之
  • 学会等名: 一般社団法人大阪ニュークリアサイエンス協会 第２３回 放射線利用総合シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2015-01-26
  • 招待講演
• [学会発表] Li4FeH6の高温高圧合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之, 高木成幸, 松尾元彰, 飯島祐樹, 遠藤成輝, 青木勝敏, 折茂慎一
  • 学会等名: 第55回高圧討論会
  • 発表場所: 徳島大学 (徳島県徳島市)
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [学会発表] 放射光その場観察を利用した新規水素化物の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之, 高木成幸, 青木勝敏, 折茂慎一
  • 学会等名: 第12回 水素量子アトミクス研究会
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-23
• [学会発表] 高温高圧法による新規水素化物の合成研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之, 高木成幸, 青木勝敏, 折茂慎一
  • 学会等名: 金属学会研究会「水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会」
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-22
• [学会発表] 高温高圧下でのAlNi3合金の水素化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤成輝, 齋藤寛之, 町田晃彦
  • 学会等名: 日本金属学会2014年秋期講演大会
  • 発表場所: 名古屋大学 (愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Aluminum-based Interstitial Hydride, Al2CuHx (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Saitoh, S. Takagi, N. Endo, A. Machida, K. Aoki, S. Orimo, and Y. Katayama
  • 学会等名: 14th International Symposium on Metal-Hydrogen Systems
  • 発表場所: Manchester (UK)
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
  • 招待講演
• [学会発表] 新規鉄錯体水素化物Li4FeH6の高温高圧合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之、高木成幸、松尾元彰、飯島祐樹、遠藤成輝、青木勝敏、折茂慎一
  • 学会等名: 日本金属学会 2014年春期(第154回)講演大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Synthesis of novel Al-based alloy hydrides under high pressure and high temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Saitoh, Naruki Endo, Akihiko Machida, Yoshinori Katayama, and Katsutoshi Aoki
  • 学会等名: 17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
  • 発表場所: Warsaw, Poland
• [学会発表] 齋藤寛之、高木成幸、遠藤成輝、町田晃彦、青木勝敏、折茂慎一、片山芳則 (2013)
  • 著者名/発表者名: 侵入型水素化物Al2CuHx (x～1)の結晶構造
  • 学会等名: 日本金属学会 2013年秋期(第153回)講演大会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] 侵入型アルミニウム合金水素化物, Al2CuHx (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤寛之、高木成幸、遠藤成輝、町田晃彦、青木勝敏、折茂慎一、片山芳則
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟
• [図書] The Lightest Metals (2015)
  • 著者名/発表者名: Timothy P. Hanusa
  • 総ページ数: 496
  • 出版者: Wiley