限界電流による新しい水素透過能センシングデバイスの開発と5A族金属膜の特性評価

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655230
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 湯川 宏 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50293676)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 周 東京大学, 工学系研究科, 教授 (10182437) ; 森永 正彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50126950)
• Keywords: 水素透過能 / 電気化学測定 / 限界電流 / 水素透過膜 / 5A族金属 / 合金効果 / 材料設計 / 水素エネルギー

Research Abstract

本研究の目的は、水素透過金属膜の基本特性である「水素透過能」を、直接かつ高い精度で測定するための新しい水素透過能センシングデバイスの開発を行うとともに、5A族合金膜の水素透過能の測定を行い、水素透過能に対する合金効果の基本的知見を得ることにある。
昨年度は、限界電流法を用いた電気化学的手法による水素透過能センシングデバイスの開発を行なった。本装置を用いて、純PdおよびV-Ni合金の473K〜673Kにおける水素透過能の測定を行ない、高い精度で水素透過能の測定が可能であることを確認した。
本年度は、無電解めっきによる試料表面へのパラジウムの被覆条件の検討および、Nb系合金の水素透過能測定を行った。
通常の無電解めっき処理では、前処理の過程でスズがパラジウム皮膜中へ混入し問題となる。本研究では、試料表面にPdを蒸着し、パラジウム触媒核を形成させることより感受性化処理および活性化処理を行った。無電解めっき後、試料表面にレーザー照射を行い、ピンホールのない緻密で安定なパラジウム被覆を施すための条件について検討を行った。
つづいて、種々の4d遷移金属元素M (M=Zr, Mo, Ru, Rh, Pd)を添加したNb-5mol%M2元系合金について、573Kにおける水素透過能の測定を行い、Nbの水素透過能に及ぼす合金元素Mの影響を系統的に調べた。各試料は、無電解めっきによりパラジウムで被覆を行った。一連の測定により、Nbの水素透過能に対する合金効果を明らかにした。
このほか、DET理論に基づく計算を行い、水素の溶解エンタルピーや水素の拡散の活性化エネルギーとの対応を検討中である。

Research Products

• [Publications] H.Yukawa, A.Akamatsu, K.Komiya, M.Morinaga, S.Yamaguchi: "Electrochemical method for the direct measurement of hydrogen permeability through metals"Proc.of the First European Hydrogen Energy Conference (EHEC 2000), 2-5 September, 2003, Grenoble, France.. CP1-CP4 (2003)
• [Publications] K.Komiya., H.Yukawa, M.Morinaga, K.Nagata, T.Nambu, H.Ezaki: "Alloying effects on the hydriding properties of niobium metal"Materials Transactions. 44. 1686-1689 (2003)