ニッケル水素電池における電極材料の微細構造解析と高機能化

镍氢电池电极材料的微观结构分析及高功能化

基本信息

批准号：
11135212
负责人：
黒田光太郎
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

水素吸蔵合金の水素化特性は合金の表面状態と密接に関係するため、合金の表面状態を制御することは重要である。本研究では、透過電子顕微鏡によるキャラクタリゼーションを駆使して、表面構造を微視的レベルで観察した。MmNi_5合金の水蒸気による表面改質層の微細構造を調べ、表面状態やそれが関係する初期活性化の機構を解明し、それらを制御する指針を得ることを目的とした。水蒸気処理によって初期活性が大幅に向上し、熱アルカリ処理と同等あるいはそれ以上の初期活性が得られていることが分かった。また、水蒸気あるいは乾燥空気の雰囲気中で試料粉末を加熱することにより、酸化されやすい元素が選択的に酸化し、合金の分解反応が生じ、Niが金属状態で析出した表面層が形成されていることが磁気測定から推察された。水蒸気処理した試料粉末の表面近傍におけるTEM断面観察を行った。酸化膜からなる表面改質層の厚みが処理温度と時間とともにと変化し、その厚みが水素吸蔵特性に影響を与えることが分かった。この酸化膜中にはニッケルが分散しており、この分散しているニッケルが全体として方位がそろっていて、単結晶状の回折図形を呈していた。高分解能電顕観察像には、格子縞が明瞭に観察される部分と非晶質特有の像が観察される部分が混在していた。この表面改質層ではニッケル相は結晶を保っているが、その中に数nmオーダーの非晶質である酸化物相が入り組んで存在していると考えられる。粉末本体(LaNi_5)と表面改質層のニッケル(Ni)から、(111)Ni//(001)LaNi_5、[110]Ni//[110]LaNi_5なる方位関係が得られた。水蒸気処理はこれまでのアルカリ処理よりも表面に方位のそろったニッケル相を制御しながら形成することができ、化学薬品を使わずに活性化処理を行える特長がある。

由于氢储存合金的氢特征与合金的表面状态密切相关，因此控制合金的表面状态很重要。在这项研究中，通过与透明的电子显微镜充分利用表征在显微镜水平上观察到表面结构。目的是使用MMNI_5合金的水蒸气检查表面修饰层的精细结构，阐明其相关的表面状态和初始激活机制，并获得控制它们的指南。已经发现，蒸汽加工大大改善了初始活性，并且与热碱处理相同或更多的初始活动。另外，通过在水蒸气或干燥空气的大气中加热样品粉末，氧化元件被选择性地氧化，合金的分解反应发生，并在金属状态下形成了表面层。磁性测量。 TEM横截面观测值是在蒸发样品粉的表面附近进行的。已经发现，由氧化物膜组成的表面修饰层的厚度随处理温度和时间而变化，其厚度会影响氢的储存特性。镍分布在该氧化物膜中，该分布的镍具有舒适的方向，并且可以表达单晶的形状。高分辨率NO -Electronics观察雕像与明确观察到晶格条纹的部分混合在一起，并观察到了含义的特定图像。在这个表面修饰的层中，镍相保持晶体，但人们认为氧化物海报（氧化物海报）是几个NM阶的几个NM顺序。从粉末体（LANI_5）和表面修饰层的镍（Ni），（111）Ni //（001）Lani_5，[110] Ni // [110] Lani_5。可以在以表面而不是先前的碱性处理的方向控制镍相的同时形成水蒸气处理，并且具有可以在不使用化学物质的情况下执行激活处理的特征。