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2009 年度 研究成果報告書

電子密度分布に基づく水素貯蔵材料の統一的な理解と量子材料設計への新しい展開

研究課題

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研究課題/領域番号 17106008
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 金属物性
研究機関名古屋大学

研究代表者

森永 正彦  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50126950)

研究分担者 村田 純教  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10144213)
湯川 宏  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50293676)
関根 理香  静岡大学, 理学部, 准教授 (50211321)
折茂 慎一  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40284129)
研究期間 (年度) 2005 – 2009
キーワード水素貯蔵材料 / 量子材料設計 / 電子密度分布 / 分子軌道法 / 電子状態
研究概要

金属水素化物、錯体水素化物、炭化水素などすべての水素貯蔵材料の化学結合を、エネルギー尺度で統一的に表す「原子化エネルギーの方法」を提唱した。この方法は、水素化物のみならず、あらゆる化合物に適用できる。原子化エネルギーを通して、化合物中の「構成原子の顔」が見えるので、量子材料設計に有用である。例えば、それを用いて、水素放出反応を促進させる金属酸化物および塩化物の触媒能を定量評価し、触媒設計に応用した。また、錯体水素化物NaAlH_4のAl-H結合状態を、ラマン分光スペクトルのその場測定と計算から明らかにした。典型的なペロブスカイト水素化物MMgH_3(M=Na,K,Rb)の水素の吸収・放出反応も調べた。

  • 研究成果

    (50件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (25件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Unusual Energy Balance between Atoms in Post-perovskite MgSiO3.2010

    • 著者名/発表者名
      H. Hirate, H. Sawai, Y. Saito, H. Yukawa, M. Morinaga, H. Nakai
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Evaluation of Catalytic Effect of Metal Chlorides on the Decomposition Reaction of NaAlH42010

    • 著者名/発表者名
      H. Hirate, Y. Saito, I. Nakaya, H. Sawai, H. Yukawa, M. Morinaga, H. Nakai
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry (in press)

      ページ: DOI 10. 1002/ qua. 22459

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of O-H Bonding in Catalytic Activity of Nb2O5 during the Course of Dehydrogenation of MgH2.2010

    • 著者名/発表者名
      H. Hirate, H. Sawai, H. Yukawa, M. Morinaga
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry (in press)

      ページ: DOI 10. 1002/qua. 22544

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Approach to the Understanding of Catalytic Effect of Metal Oxides on the Desorption Reaction of MgH22009

    • 著者名/発表者名
      H. Hirate, Y. Saito, I. Nakaya, H. Sawai, Y. Shinzato, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Baba, H. Nakai
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry 109

      ページ: 2793-2800

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Expression for the Chemical Bond in Hydrogen Storage Materials and Its Application to Materials Design2009

    • 著者名/発表者名
      M. Morinaga, H. Yukawa, H. Shinzato, H. Hirate, H. Nakai
    • 雑誌名

      Processing and Fabrication of Advanced Materials XVIII, Sendai

      ページ: 2027-2036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Dry Syntheses and Thermal Analyses of a Series of Aluminum Complex Hydrides2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, K. Ikeda, H.-W. Li, H. Yukawa, M. Morinaga, S. Orimo
    • 雑誌名

      Materials Transactions 50

      ページ: 182-186

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Hydrogen Diffusion Coefficient during Hydrogen Permeation through Niobium and Its Alloys2009

    • 著者名/発表者名
      H. Yukawa, G.X. Zhang, N. Watanabe, M. Morinaga, T. Nambu, Y. Matsumoto
    • 雑誌名

      J Alloys Compd. 476

      ページ: 102-106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NaAlH4の分解反応に対する金属塩化物触媒の定量的評価2009

    • 著者名/発表者名
      平手博, 齋藤由貴, 澤井寛, 中矢一平, 湯川宏, 森永正彦, 中井浩巳
    • 雑誌名

      DV-Xα研究協会会報 22

      ページ: 96-100

  • [雑誌論文] Synthesis and Decomposition of Perovskite-type Hydrides, MMgH3 (M = Na, K, Rb)2008

    • 著者名/発表者名
      K. Komiya, N. Morisaku, R. Rong, Y. Takahashi, Y. Shinzato, H. Yukawa, M. Morinaga
    • 雑誌名

      J Alloys Compd. 453

      ページ: 157-160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Expression of the Chemical Bond in Hydrides Using Atomization Energies2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinzato, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Baba, H. Nakai
    • 雑誌名

      Advances in Quantum Chemistry 54

      ページ: 145-160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Chemical Bond in Perovskite-Type Hydrides2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinzato, K. Komiya, Y. Takahashi, H. Yukawa, M. Morinaga, S. Orimo
    • 雑誌名

      Advances in Quantum Chemistry 54

      ページ: 245-253

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MgH2の脱水素化反応における金属酸化物触媒の原子化エネルギーによる定量評価2008

    • 著者名/発表者名
      平手博, 中矢一平, 澤井寛, 新里喜文, 湯川宏, 森永正彦, 馬場健, 中井浩巳
    • 雑誌名

      DV-X 研究協会会報

      ページ: 120-123

  • [雑誌論文] Thermodynamical Stability and Electronic Structure of a Perovskite-type Hydride, NaMgH32007

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda, S. Kato, Y. Shinzato, N. Okuda, Y. Nakamori, A. Kitano, H. Yukawa, M. Morinaga, S. Orimo
    • 雑誌名

      J Alloys Compd. 446-447

      ページ: 162-165

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Dehydrogenation of M(AlH4)2 (M = Mg, Ca)2007

    • 著者名/発表者名
      K. Komiya, N. Morisaku, Y. Shinzato, K. Ikeda, S. Orimo, Y. Ohki, K. Tatsumi, H. Yukawa, M. Morinaga
    • 雑誌名

      J Alloys Compd. 446-447

      ページ: 237-241

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Orbital Approach to Alloy Design, Applied Computational Materials Modeling-Theory, Simulation and Experiment-2007

    • 著者名/発表者名
      M. Morinaga, Y. Murata, H. Yukawa
    • 雑誌名

      (Springer)

      ページ: 255-306

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Decomposition of Pure Ca(AlH4)22007

    • 著者名/発表者名
      N. Morisaku, K. Komiya, Y.Z. Li, H. Yukawa, M. Morinaga, K. Ikeda, S. Orimo
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research 446-447

      ページ: 869-872

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Expression of the Chemical Bond in Perovskite-Type Oxides2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinzato, Y. Saito, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Baba, H. Nakai
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 561-565

      ページ: 1823-1826

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy Density Analysis of the Chemical Bond between Atoms in Perovskite-type Hydrides.2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinzato, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Baba, H. Nakai
    • 雑誌名

      J Alloys Compd.

      ページ: 96-100

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Unified Approach to the Analysis of the Chemical Bond in Hydrides and Hydrocarbons.2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinzato, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Baba, H. Nakai
    • 雑誌名

      Acta Materialia 55

      ページ: 6673-6680

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman Scattering and Lattice Stability of NaAlH4 and Na3AlH62007

    • 著者名/発表者名
      H. Yukawa, N. Morisaku, Y. Li, K. Komiya, R. Rong, Y. Shinzato, R. Sekine, M. Morinaga
    • 雑誌名

      J Alloys Compd. 446-447

      ページ: 242-247

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 原子化エネルギーによる炭化水素の化学結合の表現2007

    • 著者名/発表者名
      新里喜文, 斎藤由樹, 湯川宏, 森永正彦, 馬場健, 中井浩巳
    • 雑誌名

      DV-Xα研究協会会報 20

      ページ: 98-100

  • [雑誌論文] Alloy Design Based on DV-X Cluster Method, Hartree-Fock-Slater Method for Materials Science2006

    • 著者名/発表者名
      M. Morinaga, Y. Murata, H. Yukawa
    • 雑誌名

      edited by J.Kawai, et al. (Springer)

      ページ: 23-48

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Structure Calculation of Perovskite-type Hydrides for Hydrogen Storage, International Hydrogen Energy Congress & Exhibition.2005

    • 著者名/発表者名
      K. Komiya, Y. Takahashi, Y. Shinzato, H. Yukawa, M. Morinaga, S. Orimo
    • 雑誌名

      Istanbul, Turkey (CD-ROM)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nature of the Chemical Bond in Complex Hydrides, NaAlH4, LiAlH4, LiBH4 and LiNH22005

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshino, K. Komiya, Y. Shinzato, Y. Takahashi, H. Yukawa, M. Morinaga
    • 雑誌名

      J Alloys Compd. 404-406

      ページ: 185-190

    • 査読あり
  • [学会発表] 鉄中の炭素原子による水素トラップ作用2010

    • 著者名/発表者名
      谷本憲哉, 澤井寛, 湯川宏, 森永正彦, 中井浩巳
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-30
  • [学会発表] 電子レベルから見た水素貯蔵材料2010

    • 著者名/発表者名
      森永正彦
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      筑波大学(増本量賞受賞講演)
    • 年月日
      2010-03-29
  • [学会発表] 合金設計-過去, ・現在・未来-2010

    • 著者名/発表者名
      森永正彦
    • 学会等名
      日本金属学会, 日本鉄鋼協会東海支部総会
    • 発表場所
      名古屋大学(特別講演)
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] NaAlH4の分解反応に対する金属塩化物触媒の定量的評価2009

    • 著者名/発表者名
      平手博, 澤井寛, 湯川宏, 森永正彦, 馬場健, 中井浩巳
    • 学会等名
      22回DV-Xα研究会
    • 発表場所
      香川大学
    • 年月日
      2009-08-05
  • [学会発表] Electronic Approach to Alloy Design2009

    • 著者名/発表者名
      M. Morinaga
    • 発表場所
      (Lee Hsun Lecture Award, Chinese Academy of Sciences)
    • 年月日
      2009-01-16
  • [学会発表] 原子化エネルギーによるペロブスカイト類似構造の酸化物の化学結合の解析2008

    • 著者名/発表者名
      齋藤由樹, 新里喜文, 湯川宏, 森永正彦, 馬場健, 中井浩巳
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-25
  • [学会発表] NaAlH4の脱水素化反応に対する金属塩化物の触媒効果と原子化エネルギーとの関係2008

    • 著者名/発表者名
      平手博, 中矢一平, 澤井寛, 齋藤由樹, 湯川宏, 森永正彦, 馬場健, 中井浩巳
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-24
  • [学会発表] MgH2の脱水素化反応に及ぼす酸化物の触媒効果と原子化エネルギーの関係2008

    • 著者名/発表者名
      澤井寛, 中矢一平, 平手博, 齋藤由樹, 湯川宏, 森永正彦, 馬場健, 中井浩巳
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-23
  • [学会発表] Quantitative Approach to the Understanding of Catalytic Effect of Metal Oxides on the Desorption Reaction of MgH22008

    • 著者名/発表者名
      H. Hirate, Y. Saito, I. Nakaya, H. Sawai, Y. Shinzato, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Baba, H. Nakai
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on DV-Xα
    • 発表場所
      Hyogo University
    • 年月日
      2008-08-17
  • [学会発表] Energy Expression of the Chemical Bond in Hydrogen Storage Materials2008

    • 著者名/発表者名
      H. Hirate, M. Morinaga, Y. Shinzatoa, H. Yukawa, T. Baba, H. Nakai
    • 学会等名
      International Symposium on Metal-Hydrogen Systems (MH2008)
    • 発表場所
      Reykjavik, Iceland
    • 年月日
      2008-06-27
  • [学会発表] Systhesis of Ca(AlH4)2 and Its Decomposition Reactions.2008

    • 著者名/発表者名
      I. Nakaya, N. Morisaku, H. Sawai, H. Hirate, H. Yukawa, M. Morinaga, S. Orimo, K. Ikeda
    • 学会等名
      International Symposium on Metal-Hydrogen Systems (MH2008)
    • 発表場所
      Reykjavik, Iceland
    • 年月日
      2008-06-25
  • [学会発表] New Expression of the Chemical Bond in Perovskite-Type Oxides2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinzato, Y. Saito, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Baba, H. Nakai
    • 学会等名
      6th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM-6)
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2007-11-06
  • [学会発表] カルシウムアラネートCa(AlH4)2の脱水素化反応とTiCl3添加の効果2007

    • 著者名/発表者名
      守作直人, 李宇展, 平手博, 中矢一平, 澤.寛, 池田一貴, 折茂慎一, 湯川宏, 森永正彦
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] 原子化エネルギーによるセラミック材料の化学結合の表現2007

    • 著者名/発表者名
      新里喜文, 斎藤由樹, 湯川宏, 森永正彦, 馬場健, 中井浩巳
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] 全エネルギー分割による金属系水素化物Mg2NiH4, TiFeH2の構成原子の役割の理解2007

    • 著者名/発表者名
      新里喜文, 斎藤由樹, 湯川宏, 森永正彦, 馬場健, 仲井浩巳
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      千葉工業大学
    • 年月日
      2007-03-28
  • [学会発表] 水素貯蔵材料の総合的開発戦略2007

    • 著者名/発表者名
      森永正彦
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      千葉工業大学
    • 年月日
      2007-03-27
  • [学会発表] 水素貯蔵材料の設計と開発-実験と計算からのアプローチ-2006

    • 著者名/発表者名
      森永正彦, 湯川宏, 小宮健嗣, 新里喜文, 守作直人
    • 学会等名
      MH利用開発研究会平成18年度第3回研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2006-11-08
  • [学会発表] Synthesis and Dehydrogenation of M(AlH4)2 (M=Mg, Ca)2006

    • 著者名/発表者名
      K. Komiya, N. Morisaku, Y. Shinzato, S. Orimo, Y. Ohki, K. Tatsumi, H. Yukawa, M. Morinaga
    • 学会等名
      International Symposium on Metal-Hydrogen Systems (MH2006)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2006-10-05
  • [学会発表] Raman Scattering and Lattice Stability of NaAlH4 and Na3AlH62006

    • 著者名/発表者名
      H. Yukawa, K. Komiya, R. Rong, Y. Shinzato, N. Morisaku, R. Sekine, M. Morinaga
    • 学会等名
      International Symposium on Metal-Hydrogen Systems (MH2006)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2006-10-05
  • [学会発表] Perovskite-type Hydrides: Formation Abilities, Structural Analyses and Hydriding Properties2006

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda, S. Kato, Y. Nakamori, A. Kitano, H. Yukawa, M. Morinaga, S. Orimo
    • 学会等名
      nternational Symposium on Metal-Hydrogen Systems (MH2006)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2006-10-04
  • [学会発表] Energy Density Analysis of the Chemical Bond Between Atoms in Perovskite-type Hydrides2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinzato, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Baba, H. Nakai
    • 学会等名
      International Symposium on Metal-Hydrogen Systems (MH2006)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2006-10-03
  • [学会発表] Characteristics of Chemical Bond in Perovskite-type Hydrides for Hydrogen Storage2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinzato, K. Komiya, Y. Takahashi, H. Yukawa, M. Morinaga, S. Orimo
    • 学会等名
      International Conference on DV-X Method
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2006-08-03
  • [学会発表] ペロブスカイト型水素化物およびアラネート錯体水素化物の合成とその脱水素化反応2005

    • 著者名/発表者名
      湯川宏, 小宮健嗣, 戎戎, 高橋義孝, 守作直人, 森永正彦
    • 学会等名
      水素新機能研究会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2005-12-02
  • [学会発表] ペロブスカイト型水素化物AMgH3(A=Na, K, Rb)の合成とその脱水素化反応2005

    • 著者名/発表者名
      小宮健嗣, 戎戎, 高橋義孝, 新里喜文, 池田一貴, 折茂慎一, 湯川宏, 森永正彦
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2005-09-29
  • [学会発表] Electronic Structure Calculations of Perovskite-type Hydrides for Hydrogen Storage2005

    • 著者名/発表者名
      K. Komiya, Y. Takahashi, Y. Shinzato, H. Yukawa, M. Morinaga, S. Orimo
    • 学会等名
      International Hydrogen Energy Congress and Exhibition IHEC 2005
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      2005-07-13
  • [備考]

    • URL

      http://sigma.numse.nagoya-u.ac.jp

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公開日: 2011-06-18   更新日: 2016-04-21  

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