超高圧合成法による燃料電池用高容量新規リアウム系水素貯蔵材料の探索

利用超高压合成方法寻找用于燃料电池的新型高容量锂基储氢材料

基本信息

批准号：
07J55061
负责人：
片岡理樹
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

LiHとTMH_y(TM=Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta)の混合物を5 GPa/973 K/2 hの水素雰囲気下で処理した結果、TM=Zr、Hf、V、Nb、Tにおいて単純立方晶(TM=Zr)、単純立方晶と体心立方晶の2種類(TM=Hf)、面心立方晶(TM=V)、単純六方晶(TM=Nb)、C底心単斜晶(TM=Ta)の新規水素化物が合成された。Zr系、Hf系において得られた単純立方晶の新規水素化物は、Ar気流中において723Kまで安定に存在し水素の放出は確認されなかったが、Hf系で得られた体心立方晶、Nb系、Ta系で得られた新規水素化物はそれぞれ600K、510K、573Kで水素を放出し、LiHの放出温度と比較して300K以上低い値を示した。六方晶構造を有する希土類三水素化物REH_3(RE=Y,Gd,Dy)に10mol%のアルカリ金属水素化物を添加し>2GPa/1173K/2hの条件で処理すると、REH_3の高圧相で、常圧下では不安定なFCC相が常圧下においても安定化することが判明した。更に、FCC高圧相は高圧処理だけでなくボールミルによるメカニカルアロイングによる処理でも安定化することがわかった。またFCC高圧相は添加元素のイオンサイズがREのイオンサイズより大きくても小さくても安定化され、安定化するための添加量は、希土類イオン(三価)と価数の差が大きい程、少量で安定化することが判明した。

The mixture of LiH and TMH_y (TM=Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta) was treated under a hydrogen atmosphere of 5 GPa/973 K/2 h, and new hydrides of simple cubic crystals (TM=Zr), simple cubic crystals and body-centered cubic crystals (TM=Hf), face-centered cubic crystals (TM=V), simple hexagonal crystals (TM=Nb), and C-centered monoclinic crystals (TM=Ta) were synthesized at TM=Zr, Hf, V, Nb, and T. The novel hydrides of simple cubic crystals obtained in the Zr and Hf systems were stable up to 723K in the Ar air stream, and hydrogen emission was not confirmed, but the new hydrides obtained in the body-centered cubic crystals, Nb and Ta systems obtained在HF系统中，分别以600K，510K和573K释放氢，显示的值比LIH的释放温度低300K。当将10摩尔的碱金属氢化物添加到具有六边形结构的稀土三氢reH_3（re = y，gd，dy）中时，在> 2GPA/1173K/2H的条件下进行处理，因此发现REH_3的高压阶段在正常的压力下，REH_3的高压阶段甚至在正常压力下均可稳定下。此外，发现FCC高压相不仅可以通过高压处理稳定，而且还通过与球磨机进行机械合金稳定。还发现，FCC高压相稳定在添加元件的离子大小是否大于或小于RE的离子大小，并且添加的稳定量稳定在较小的量中，因为稀土离子（三价）和价之间的差异更大。