ディスプロポーショネーションの材料科学とその工学的応用

歧化材料科学及其工程应用

基本信息

批准号：
20656113
负责人：
乾晴行
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

地球環境保全のためCO_2ガス排出量の削減に向け多くの取り組みがなされる中,自動車駆動電源としての水素エネルギーが注目されている.実用的には水素をより多く吸蔵する合金が必要であり,Mg系合金に研究が集中している.Mg系合金では,La-Ni系合金とハイブリッドな水素吸蔵合金を作製すると不均化反応が抑制でき可逆的水素吸蔵放出量を維持できたり,遷移金属との積層体で一連の不均化反応を利用して可逆的水素吸蔵放出量や水素化反応速度を増加させ,水素の放出温度を本質的に低下させる試みがなされていたりと,不均化反応が重要な役割を果たすことが明らかになりつつある.本研究では,不均化反応を促進あるいは抑制する因子を実験的,理論的に探求し,不均化反応を積極的に工学的に応用する方策を見出すことを目的とした.特に,純Mgの水素放出温度に及ぼす応力効果,RE-Ni-Mg(RE:希土類金属)系におけるハイブリッド化合物の不均化反応抑制機構を調べた.純Mgはその水素化物の解離温度が350度と高いが,解離時に応力が加わると解離温度が低くなるとの仮説のものと,熱力学的に解離温度-応力の関係を導き,これを実証した.実証では,計算に基づいて4GPaの応力下,270度で水素化物の解離を行わせ,X線回折により純Mgの体積分率が大きく増加することを見出した.RE-Ni-Mg系ハイブリッド化合物では,REとしてCeを添加するほど不均化反応が促進され,Niの代わりにCoを添加するほど不均化反応が抑制されることを明らかにした.不均化反応の促進,抑制は水素化物の生成エンタルピーの変化により熱力学的に説明でき,ハイブリッド化合物の電池としての応用上,重要な知見が得られた.

为了保护地球环境，人们正在做出许多努力来减少CO_2气体排放，但氢能作为汽车的动力来源正引起人们的关注。出于实际目的，需要能够吸收更多氢的合金，研究重点是镁。在镁基合金中，通过与La-Ni基合金层压形成混合吸氢合金，可以抑制歧化反应并保持可逆的储氢和解吸。人们尝试利用一系列歧化反应来提高可逆储氢和解吸量以及加氢反应速率，并从根本上降低氢解吸温度。在本研究中，我们将从实验和理论上探讨促进氢解吸的因素。或抑制歧化反应，并将制定在工程中积极应用歧化反应的策略，特别是找出纯镁的氢解吸温度。我们研究了RE-Ni-Mg（RE：稀土金属）体系中应力的影响以及抑制杂化化合物歧化反应的机制。纯镁的氢化物解离温度高达350度，但应力解离过程中的效应是连接假设解离温度会更低，并从热力学角度推导并验证了解离温度与应力之间的关系。在演示中，根据计算，我们证明氢化物的解离是在 4 的应力下在 270 度引起的。通过 X 射线衍射。我们发现纯Mg的体积分数显着增加。在RE-Ni-Mg杂化化合物中，作为RE添加的Ce越多，歧化反应越被促进，并且添加越多Co代替Ni，越多歧化反应被促进，歧化反应被抑制，歧化反应的促进和抑制可以通过氢化物形成的焓的变化来解释，这是杂化化合物作为电池应用的重要发现。获得。