| 研究概要 |
カーボンなどの軽い元素を主体とする水素吸蔵材料は重量ありの水素吸蔵量が優れていることや原材料が比較的安価であることにより有望視されている.本研究課題は、この種の水素吸蔵材料において吸蔵(吸収または吸着)された水素の微視的な電子状態を明らかにして新規水素吸蔵材料の開発に資することを目的としている。活性炭や単層カーボンナノチューブでは水素は水素分子として吸着されるとみなされているが、必ずしもこのことを微視的に検証したもの研究はなかった。コンプトン散乱法はガスの雰囲気中でも電子構造が微視的に観測できる唯一の方法である。本研究では水素ガスの雰囲気中でコンプトン散乱が観測できるその場コンプトン散乱チャンバーを開発した.その装置を用いて液体窒素温度下で作成した水素吸着活性炭(CHO.17,CHO.10)ならびに単層カーボンナノチューブ(CHO.06,CHO.03)のコンプトン・スペクトルを測定した.そのスペクトルから,水素の状態を直接反映する差分コンプトン・スペクトル(CHx-C)を導き、それを理論計算で求めた水素分子コンプトンスペクトルと比較した。その結果、水素は水素分子として物理吸着されていること初めて確認した。また、その場観測を行うことにより水素吸脱蔵サイクルによる吸蔵状態の変化も追及できることも示した。本研究は水素ガス雰囲気下で多量の水素を吸蔵した材料における水素の吸蔵状態を調べる方法を確立したものであり、今後は各種の水素吸蔵材料の開発に有効な手段を提供するものである。
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