チェーン・コンバッションによる水素貯蔵・分離プロセス

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450282
• 研究機関: 宮城工業高等専門学校
• 研究代表者: 秋山 友宏 宮城工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (50175808)
• 研究分担者: 八木 順一郎 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (20006050) ; 石川 信幸 国立宮城工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (60222965)
• キーワード: 水素吸蔵合金 / 燃焼合成 / チェーン・コンバッション / Mg_2NiH_4 / 水素化 / 予熱

研究概要

本研究実績は以下の2つがあげられる。
1.金属水素化物(MgH2+MgNiH4)の直接合成
直接的な水素吸蔵合金製造のための新しい燃焼反応系の研究に着手した。うなわち、これまでの固体間反応を加圧水素雰囲気中で行うことにより金属間化合物の格子間に水素を効率よく侵入させることを試みた。実験条件としては水素の圧力やニッケルの添加量などを変化させて、ダイナミックTG(熱天秤)による熱分析やPCT特性を測定することにより吸蔵量の増加を調査した。
2.金属水素化物直接合成のプロセス実験
ここでは実際に水素の高圧反応器を準備し、燃焼波伝播状況を観察し移動現象論的な考察を行う。そのため実験装置として実験室的規模の燃焼合成反応器を使用し、操作条件の最適化に成功した。
結果として、Mg基合金としては世界最大級の水素吸蔵量7%超の能力を有する合金をきわめて小さなエネルギーで合成するプロセスの基礎を確立したと結論できる。今後は電池を中心とする適用先との性能のマッチングが課題と認識している。以上の結果は学会、学術雑誌を通じて、広く国内外にアピールした。日刊工業新聞1999.10.27の紙面でも紹介された。

研究成果

• [文献書誌] 長嶋聡、秋山友宏、八木順一郎: "水素化燃焼合成によるMg-Ni系水素吸蔵合金の製造"日本金属学会誌. 63. 1555-1560 (1999)
• [文献書誌] 石川信幸、秋山友宏、八木順一郎: "燃焼合成に及ぼす予熱の効果"日本機械学会論文集(B編). 65巻636号. 2875-2880 (1999)
• [文献書誌] Liquan Li, T. Akiyama and J. Yagi: "Effect of hydrogen pressure on the combustion synthesis of Mg2NiH4"Intermetallics. 7. 201-205 (1999)
• [文献書誌] Liquan Li, T. Akiyama & J. Yagi: "Reaction mechanism of hydriding combustion synthesis of Mg2NiH4"Intermetallics. 7. 671-677 (1999)
• [文献書誌] L. Li, T. Akiyama & J. Yagi, et al.: "Hydriding and dehydriding behaviors of the product in hydriding combustion synthesis of ..."J. Comp. & Alloys.. 287. 98-103 (1999)
• [文献書誌] L. Li, T. Akiyama and J. Yagi: "Effects of Hydrogen Pressure and Cooling rate on the Hydriding Combustion Synthesis of Mg2NiH4"Materials Transactions, JIM. 40/10. 1079-1183 (1999)