XAFS-XRD同時測定からの水素吸蔵ダイナミクス

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K04682
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26010:金属材料物性関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 吉岡 聰 九州大学, 工学研究院, 助教 (50452818)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 水素吸蔵 / X線吸収分光 / X線回折 / Pd

研究成果の概要

Pd金属の水素吸蔵過程での局所構造と相変化について，XAFSとXRDによって観察した．Pd L3吸収端近傍でXAFSおよびXRDを水素雰囲気下の同一環境下測定するために，試料セルを設計・製作した．XRDでは，水素吸蔵を示す格子定数の系統的な膨張およびalpha相からbeta相へ転移の際に生じるプラトー領域が観察され，さらにそれらの圧力が増圧と減圧過程で異なるヒステリシスも示された．一方のXAFS実験では，吸収端がシフトし，Pd-H間の結合生成を示すピークが出現した．このようなXAFSスペクトル変化にもプラトー領域やヒステリシスが現れ，格子膨張と電子状態変化の相関がみられた．

自由記述の分野

材料工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

持続可能型社会の構築に向け，水素エネルギーの活用が注目されている．水素エネルギーの利用には水素貯蔵技術の進展が欠かせない状況にある．高い水素/金属比を示すことが広く知られているPdについてその水素吸蔵過程での格子変化と電子状態変化の関係を観察できたことは，他の材料の水素吸蔵能について検討する際に有効である．さらに本研究で新たに開発・製作した試料セルは他の材料の水素吸蔵過程での構造変化を観察することが可能であり，波及効果は非常に大きい．