インタ-カレ-ション反応を利用した新規水素吸蔵物質の創成

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10750602
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 張 樹国 大阪府立大学, 工学部, 助手 (10295719)
• キーワード: 水素吸蔵物質 / カーボン材料 / インタ-カレ-ション反応 / CrO_3-GIC / FeCl_3-GIC / H-GIC / 触媒

研究概要

本研究では、インタ-カレ-ション反応を利用し、水素吸蔵材料の開発と新規な水素吸蔵材料の創成を目的として行ったものであり、得られた結果をまとめると次のようになる.
1.CrO_3とグラファイト(粉末とシート)を出発原科とし、溶液法でCrO_3-GIC、気体法でFeCl_3-GICを作製した。溶液法の場合には反応温度が45℃、反応時間を3日間とすると純度の高いCrO_3-GICが得られた。カーボン原料として、グラファイトシートを用いた時に、インターカレーション反応が十分に進行できず、粉末グラファイトはこの反応に適することが明らかになった。XRD測定の結果より、作製したCrO_3-GIC及びFeCl_3-GICともはグラファイトより大きなd値を持ち、インタ-カレ-ション反応によりグラファイトの層間距離は広がったことが分かった。気相ー固相系に於ける水素の吸蔵特性を調べたところ、室温で水素圧は3MPaの時に、作製したCrO_3-GICが約0.022wt.%の水素、FeCl_3-GICは0.01wt.%の水素を吸蔵することが見出された。また、77Kで水素吸蔵量が増大し、室温の場合の倍近くの吸蔵量になることが分かった。
2.触媒作用によるカーボン材料の水素吸蔵
結晶性AB_5合金は、粒子サイズ小さくなるにつれて水素吸蔵容量が小さくなる。カーボンを添加しball-millingを施しカーボンと合金表面を密接に接触させることで、AB_5合金の粒子サイズ減少しても、容量を減少せず、代えて高率放電能が向上することが見出せれている。また、低温での放電特性の劣化も抑えられている。これらの結果は、カーボン材料が水素吸蔵合金を介して水素吸蔵することを示唆している。

研究成果

• [文献書誌] S. G. Zhang: "Electrochemical and Structural Characteristics of MgNi_x Alloy Prepared by Mechanical Alloying"J. Alloys Comp.. , 293-295,. 552-555. (1999)
• [文献書誌] C. Iwakura: "A New Electrode Materials for Nickel-Metal Hydride Batteries: MgNi-Graphite Composite Prepared by Ball-Milling"J.Alloys Comp.. , 293-295,. 653--657. (1999)
• [文献書誌] S. G. Zhang: "Surface Analysis of an Amorphous MgNi Alloy Prepared by Mechanical Alloying for Use in Nickel-Hydride Batteries"J. Alloys Comp.. 270,. 123-126. (1998)
• [文献書誌] S. G. Zhang: "Physiochemical and Electrochemical Hydriding-Dehydriding Characteristics of Amorphous MgNi_x (x = 1.0, 1.5, 2.0) Alloys Prepared by Mechanical"J. Solid State Electrochem.. (in press.). (2000)