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2018 年度 実績報告書

パラジウム金合金表面における水素吸放出サイトの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K04957
研究機関東京大学

研究代表者

小倉 正平  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (10396905)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード水素 / 表面 / 水素吸蔵材料
研究実績の概要

本研究ではパラジウム(Pd)金(Au)合金表面において一酸化炭素(CO)が水素の吸収・放出サイトをブロックすることを利用して,COの吸着サイトを調べることによりPdAu合金表面における水素の吸収・放出サイトとCOのブロック効果のメカニズムを明らかにし,さらに光照射によるCOの非熱的脱離を利用して水素放出温度の制御を行うことを目的とした.
昨年度の研究で紫外光照射によるCOの脱離が観測されなかったため,本年度は電子線照射を用いたCOの非熱的脱離を試みた.オージェ電子分光装置からの電子線を試料表面に照射し,同時に脱離してくる分子を四重極質量分析器で測定できるように試料ホルダーと実験装置を改良した.基板温度140 KでPdAu試料に水素を吸収させた後に100 Kで表面にCOを吸着させた.その後試料を260 Kに保った状態で2000 eVの電子線を照射しながら四重極質量分析器により脱離分子を測定した.わずかなCOの脱離は観測されたが,COの脱離に伴う水素の脱離は観測されず,水素の脱離をブロックしているCOを電子線照射で脱離させることはできなかった.一方でCu製の試料ホルダーに電子線を照射した場合はCOの脱離が観測され,表面組成を変えれば電子線照射によるCOの脱離が期待される結果が得られた.
補助事業期間全体を通じた成果として,PdAu合金表面におけるCOの吸着サイトを原子レベルで明らかにし,COによる水素放出のブロック効果のダイナミクスを解明することができた.本研究で試みた条件では紫外光や電子線の照射によりCOを非熱的に脱離させることはできなかったが,見方を変えればCOが水素の脱離を非常に安定にブロックする分子であることを明らかにしたと言える.水素吸蔵材料の高性能化や水素放出温度の制御につながる重要な結果であると考える.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A hysteresis loop in electrical resistance of NbHx observed above the β-λ transition temperature2019

    • 著者名/発表者名
      Sasahara Yuki、Shimizu Ryota、Oguchi Hiroyuki、Nishio Kazunori、Ogura Shohei、Morioka Hitoshi、Orimo Shin-ichi、Fukutani Katsuyuki、Hitosugi Taro
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 9 ページ: 015027~015027

    • DOI

      10.1063/1.5066367

    • 査読あり
  • [雑誌論文] H-D Exchange Mechanism of Butene on a D-Absorbed Pd-Au Alloy Surface2018

    • 著者名/発表者名
      Ogura Shohei、Ohno Satoshi、Mukai Kozo、Yoshinobu Jun、Fukutani Katsuyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 ページ: 7854~7860

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b06964

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen-Accelerated Phase Transition and Diffusion in TiO2 Thin Films2018

    • 著者名/発表者名
      Mao Wei、Wilde Markus、Ogura Shohei、Chen Jikun、Fukutani Katsuyuki、Matsuzaki Hiroyuki、Terai Takayuki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 ページ: 23026~23033

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b06893

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation mechanism of TiOx passivating layer on crystalline Si2018

    • 著者名/発表者名
      Mochizuki Takeya、Gotoh Kazuhiro、Ohta Akio、Ogura Shohei、Kurokawa Yasuyoshi、Miyazaki Seiichi、Fukutani Katsuyuki、Usami Noritaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 ページ: 102301~102301

    • DOI

      10.7567/APEX.11.102301

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of hydrogen absorption by palladium through surface alloying with gold2018

    • 著者名/発表者名
      Namba Kazuhiro、Ogura Shohei、Ohno Satoshi、Di Wen、Kato Koichi、Wilde Markus、Pletikosic Ivo、Pervan Petar、Milun Milorad、Fukutani Katsuyuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 115 ページ: 7896~7900

    • DOI

      10.1073/pnas.1800412115

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 表面吸着水素の物理2018

    • 著者名/発表者名
      福谷克之, 小倉正平
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 53 ページ: 661~671

    • 査読あり
  • [学会発表] PdAu合金表面における水素の吸収・放出制御2018

    • 著者名/発表者名
      小倉正平
    • 学会等名
      NIMSナノシミュレーションワークショップ2018
    • 招待講演
  • [学会発表] PdAu合金表面における水素吸収と同位体交換反応2018

    • 著者名/発表者名
      小倉正平
    • 学会等名
      第1回ハイドロジェノミクス研究会
    • 招待講演
  • [備考] 東京大学生産技術研究所福谷研究室ホームページ

    • URL

      http://oflab.iis.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2019-12-27  

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