ハイドライドメタラジー:金属水素化物の燃焼合成とその特性調査

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350402
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 秋山 友宏 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (50175808)
• キーワード: 金属水素化物 / 水素吸蔵合金 / 粉体間発熱反応 / 燃焼合成 / 固体・固体・気体間反応

研究概要

蒸気圧の異なる金属の合金は溶融法では高純度製造できず、加えて水素化速度は極めて遅いことが問題である。その解決策として高圧水素下で固体間の自己発熱現象を利用して、溶解せずに直接金属水素化物を製造することを着想した。成果として蒸発損失無しに組成制御ができ、多孔質体であるゆえ水素化高活性・高水素吸蔵能となると予想した。
そのためこれまで高圧水素雰囲気下で燃焼合成法の研究を行ってきた。湿式法で予め十分に混合し加圧成型した原料粉末金嘱を加圧水素中で必要最小限加熱することにより、粒子-粒子-水素間で高密度に自発的発熱反応を生じさせる。その結果表面が被毒されないため速やかに水素化反応が進行し、活性化処理無しに瞬時に多量の水素を吸蔵する可能性がある。この操作において、合金組成の他に、圧力条件、加熱温度条件は水素化特性に大きく影響を及ぼすことが予想される。なぜならば、この反応系は単一ではなくモル数変化を伴う複数の素反応から成立するため、水素圧力の影響を強く受け、共晶温度を境に固体状態が大きく変化するためである。しかしながら、これら条件が金属水素化物の製品特性(組成制御、水素吸蔵量、水素化反応速度)に及ぼす影響が十分に検討されているとは言い難い。本研究では装置を製作した上、蒸発損失無く所定の金属水素化物を合成し、その特性を体系的に調査した。初年度は装置を納入終了し基礎的特性調査を開始し、次年度は各種金属水素化物を製造しその諸特性を体系的に且つ精力的に調査し情報開示した。

研究成果

• [文献書誌] L.Li, I.Saita, K.Saito, T.Akiyama: "Hydriding combustion synthesis of hydrogen storage alloys of Mg-Ni-Cu system"Intermetallics. 10. 927-932 (2002)
• [文献書誌] Itoko Saita, Liquan Li, Katsushi Saito, Tomohiro Akiyama: "Pressure-Composition-Temperature Properties of Hydriding Combustion-Synthesized Mg_2NiH_4"Material Transaction. 43/5. 1100-1104 (2002)
• [文献書誌] Itoko Saita, Liquan Li, Katsushi Saito, Tomohiro Akiyama: "Effect of Synthesis Temperature on the Purity of Product in Hydriding Combustion Synthesis of Mg_2NiH_4"Journal of Alloys and Compounds. 345. 189-195 (2002)
• [文献書誌] Itoko Saita, Liquan Li, Katsushi Saito, Tomohiro Akiyama: "Hydriding Combustion Synthesis of Mg_2NiH_4"Journal of Alloys and Compounds. 356. 490-493 (2003)
• [文献書誌] Tomohiro Akiyama, Katsushi Saito, Itoko Saita: "Kinetic Improvement of Hydrogen Storage Alloy by Generating Nanofissures"Journal of the Electrochemical Society. 150/9. 450-493 (2003)
• [文献書誌] L.Li, I.Saita, K.Saito, T.Akiyama: "Effect of synthesis temperature on the hydriding behaviors of Mg-Ni-Cu ternary hydrogen storage alloy synthesized by hydriding combustion synthesis"Journal Alloys and Compounds(印刷中). (2003)