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本研究課題では、内包MgH2(MgH2(int))の生成メカニズムを明らかにするために、異種金属元素による欠陥導入、H供給パスの解明と局所的水素解離触媒蒸着による異方的H供給が及ぼすMgH2(int)生成起点への影響の2つを明らかにすることを目的とした。
初年度はMgを水素化した際に未反応のMg内部に生成するMgH2(int)生成には、結晶粒界や異種金属拡散がその生成頻度を上げていることを明らかにした。表面に水素分子解離触媒となるPdをスパッタ蒸着させ、その効果を見たところ、Pd蒸着により表層に生成するMgH2(sur)の生成頻度が上がり、早期にMgH2(sur)で覆われることがわかった。一方、Pd蒸着を施した場合と施さない場合とを比較すると、表層がMgH2(sur)で覆われるまでの時間内では、内部に生成するMgH2(int)の生成頻度はPdの蒸着した場合であっても、無かった場合でも同じであることが明らかとなった。これは、反応場となるMg中ではHの供給量は十分であってもその核生成頻度、核成長速度がマトリックスに依存していることが示唆された。MgH2(int)の生成頻度は欠陥の影響を受けることが明らかとなった。そこで、Mgとラインコンパウンドを生成するMg2SiをMg中に析出させることによって、MgH2(int)の生成頻度が制御可能か調べた。MgH2(int)の生成頻度は内部に析出したMg2Siの界面長長さが増加するにしたがって増加することが分かった。一方、成長速度はMg2Siの析出の有無に関わらず、明瞭な差はみられなかった。これらの結果は、MgからMgH2生成の反応速度が遅いこととも一致し、MgH2はコアーシェル型の水素化物を作る要因のほかにMgH2粒子の成長速度が遅いことも要因となることが明らかとなった。
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