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2014 年度 実施状況報告書

多様な量子ビームその場観察技術を用いた新規アルミニウム合金水素化物の探索

研究課題

研究課題/領域番号 25420725
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

齋藤 寛之  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (20373243)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード高温高圧 / アルミニウム合金水素化物 / 中性子線回折その場観察 / 放射光その場観察
研究実績の概要

研究計画に従い、Al-TMおよびAl-RE合金水素化物の探索、金属水素化反応の中性子線回折その場観察の実験を進めた。Al-TM系合金の新規水素化物の実現と、純鉄の高温高圧水素化反応のその場観察に成功した。得られた成果は、軽量な水素吸蔵合金の実現や、そのための合成反応過程解明に役立つものと期待される。

Al-TM系合金水素化物の探索研究として、AlNiおよびAlNi3の新規水素化物の実現に成功し、AlNi3水素化物の合成については論文発表を行った。NiもAlと同様に難水素化材料と考えられている。難水素化金属の組み合わせからなる合金の水素化物が安定に存在できる理由が明らかになれば、今後の材料開発研究の指針をあたえるものになると期待される。
Al-RE系合金水素化物については、新規物質を得ることができなかった。Al-Y系では安定なYH2やYH3が生成してしまい、それ以上反応が進行しなかった。一方、探索の過程で純Euの高温高圧実験を進め、その温度圧力相図を決定することに成功した。本成果について論文発表を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

実績の概要で説明したとおり、Al-RE系合金水素化物の実現をのぞいて、研究は計画通りに進展している。新物質の探索ではターゲットの全てが必ずしも合成可能である訳ではないことを考慮すると、おおむね順調に進展していると評価できる。

今後の研究の推進方策

平成27年度は、計画通り角度分散回折測定を行う。またAl-RE系で計画していたXANES測定は、純Euの水素化反応を対象に実験を進める。

Al-TM系の新物質探索は、予定を上回るペースで成果が出ているが、引き続き探索を進める。

本年度が最終年度となるため、年度後半は論文執筆を中心に研究成果のとりまとめを行う。

次年度使用額が生じた理由

平成27年度の直接経費とあわせて物品を購入するため。

次年度使用額の使用計画

平成27年度の直接経費とあわせて、超硬製アンビルトップ(1個あたり\50,000、6個セットで使用)を購入予定。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Phase diagram of the Eu–H system at high temperatures and high hydrogen pressures2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saitoh, A. Machida, T. Matsuoka, K. Aoki
    • 雑誌名

      Solid State Communications

      巻: 205 ページ: 24-27

    • DOI

      10.1016/j.ssc.2014.12.019

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydrogenation of a TiFe-based alloy at high pressures and temperatures2015

    • 著者名/発表者名
      N. Endo, I. Saita, Y. Nakamura, H. Saitoh, A. Machida
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 40 ページ: 3283-3287

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2015.01.015

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydrogenation of L12-type AlNi3 alloy at high pressure and temperature2015

    • 著者名/発表者名
      N. Endo, H. Saitoh, A. Machida, Y. Katayama
    • 雑誌名

      Journal Alloys and Compounds

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2015.01.200

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Site occupancy of interstitial deuterium atoms in face-centred cubic iron2015

    • 著者名/発表者名
      . Machida, H. Saitoh, H. Sugimoto, T. Hattori, A. Sano-Furukawa, N. Endo, Y. Katayama, R. Iizuka, T. Sato, M. Matsuo, S. Orimo, K. Aoki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 ページ: 5063

    • DOI

      10.1038/ncomms6063

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrogenation of Anodized Aluminum and Crystal Growth of Formed Hydride at High Pressure and High Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saitoh, S. Kato, M. Katagiri
    • 雑誌名

      Materials transactions

      巻: 55 ページ: 1114-1116

    • DOI

      10.2320/matertrans.MG201411

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Li4FeH6: Iron-containing complex hydride with high gravimetric hydrogen density2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saitoh, S. Takagi, M. Matsuo, Y. Iijima, N. Endo, K. Aoki, S. Orimo
    • 雑誌名

      APL Materials

      巻: 2 ページ: 076103

    • DOI

      10.1063/1.4886219

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synchrotron X-ray diffraction techniques for in situ measurement of hydride formation under several gigapascals of hydrogen pressure2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saitoh, A. Machida, K. Aoki
    • 雑誌名

      Chinese Science Bulletin

      巻: 59 ページ: 5290-5301

    • DOI

      10.1007/s11434-014-0543-8

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] CsCl型構造アルミニウム合金 AlFe, AlCo, AlNiの高温高圧下での水素化2015

    • 著者名/発表者名
      遠藤成輝, 齋藤寛之, 町田晃彦
    • 学会等名
      日本金属学会2015年春期講演大会
    • 発表場所
      東京大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [学会発表] 新規金属水素化物の合成研究2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤寛之
    • 学会等名
      第2回愛媛大学先進超高圧科学研究拠点(PRIUS)シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学 (愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-02-23 – 2015-02-24
  • [学会発表] [ONSA賞受賞講演]放射光その場観察を利用した新しい水素貯蔵合金開発2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤寛之
    • 学会等名
      一般社団法人大阪ニュークリアサイエンス協会 第23回 放射線利用総合シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-01-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Li4FeH6の高温高圧合成2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤寛之, 高木成幸, 松尾元彰, 飯島祐樹, 遠藤成輝, 青木勝敏, 折茂慎一
    • 学会等名
      第55回高圧討論会
    • 発表場所
      徳島大学 (徳島県徳島市)
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
  • [学会発表] 放射光その場観察を利用した新規水素化物の探索2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤寛之, 高木成幸, 青木勝敏, 折茂慎一
    • 学会等名
      第12回 水素量子アトミクス研究会
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所 (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-23
  • [学会発表] 高温高圧法による新規水素化物の合成研究2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤寛之, 高木成幸, 青木勝敏, 折茂慎一
    • 学会等名
      金属学会研究会「水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会」
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所 (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-22
  • [学会発表] 高温高圧下でのAlNi3合金の水素化2014

    • 著者名/発表者名
      遠藤成輝, 齋藤寛之, 町田晃彦
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] Aluminum-based Interstitial Hydride, Al2CuHx2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saitoh, S. Takagi, N. Endo, A. Machida, K. Aoki, S. Orimo, and Y. Katayama
    • 学会等名
      14th International Symposium on Metal-Hydrogen Systems
    • 発表場所
      Manchester (UK)
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 招待講演

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公開日: 2016-05-27  

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