ナノ界面を制御したMg複合ナノ粒子の創製による常温付近での高密度水素貯蔵

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K14089
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分28030:ナノ材料科学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 小川 智史 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70739101)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 水素吸蔵材料 / ナノ粒子 / XAFS / ガス中蒸発法 / マグネシウム

研究成果の概要

安価かつ高密度に水素吸蔵可能なMgを非混合性金属と複合化することで生じる異相界面によって、水素化物生成及び分解エンタルピーを変調させることができる。さらにナノ粒子化による比表面積の著しい増大によって効率的な水素吸放出が見込まれる。本研究では室温付近での水素吸放出可能な材料開発指針を得ることを目的として、ガス中蒸発法によってMgとTiやMnなどからなる複合ナノ粒子を作製し、その異相界面での局所構造をX線吸収微細構造（XAFS）によって調べた。これまでにない特異な構造を有するナノ材料の創製に成功し、Mgの水素吸放出温度低下に向けた重要な指針が得られた。

自由記述の分野

ナノ材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生可能エネルギーによる発電量は気候による変動を受けるため、電力を直接利用するのではなく一時的に水素などの化学エネルギーに変換及び貯蔵することで総合的なエネルギー効率が向上する。水素吸蔵材料は水素を安全かつコンパクトに貯蔵できる点で他の手法に対して優位性があり、中でもMgは安価な水素吸蔵材料として実用が期待されている。Mg系水素吸蔵材料の研究開発における最大の難点はその酸化のしやすさであり、本研究で対象にしているMg系ナノ粒子は低真空下でも酸化してしまう。これを解決するために、本研究では高真空下で試料作製からその評価までを可能にする実験系の整備を行い、その高い実用性を示した。