非平衡パラジウムサブナノ材料に対するプロチウムの効果に関する研究

氕对非平衡钯亚纳米材料的影响研究

• 批准号: 11135225
• 负责人: 内田 裕久
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokai 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11135225/
• 关键词: 圧力-組成等温線; 水素吸蔵; ナノクリスタル; 薄膜; パラジウム; 非平衡; プロチウム; メカニカルグラインディング

プロチウム吸蔵材料は地球温暖化問題に関する意識の高まりと共にその重要性が益々高まりつつある。より高性能なプロチウム吸蔵材料を開発するためには、従来と異なる組織・構造を有する材料創製のためにも、その実現に従来の熱平衡のプロセスに対して何らかの非平衡状態の導入が必要と考えられる。しかしながら、形成されたプロチウム吸蔵材料の結晶粒径とプロチウム吸放出特性の間の関係はあまり研究されていない。そこで、本研究においては、従来の方法による150μmの粉体試料、フラッシュ蒸着装置を用いた薄膜試料、およびバルクメカニカルグラインディング法を用いたナノクリスタル粉体試料を作製し、それら粒径の異なるPd試料間で水素吸蔵における挙動の違いを検討することとした。この粉体は多結晶でありX線回折の結果でも明瞭な回折ピークが観測されている。以上3種類のPd試料について、その298Kにおける圧力一組成等温線を比較すると低濃度領域に於いてはジーベルトの法則を満たし固溶状態にあると考えられるが、その固溶限度は薄膜Pd<150μmPd粉体<ナノクリスタルPdの順に増加していることがわかる。これは従来から言われている表面への化学吸着あるいはsub-surface効果の他に弾性応力緩和による効果が大きいのではないかと考えられる。薄膜においては基板との接合があり、プロチウムの吸蔵による格子の歪みを緩和できないため、最大吸蔵量が減少したのではないかと考えられる。これに対してメカニカルグラインディングにより作製したナノクリスタルPdにおいては粒径が微小なためプロチウムの吸蔵による応力緩和が容易であるため、溶解度が増加したものと思われる。なお、希土類系合金に対するプラズマプロセスを用いた膜形成法ではナノクリスタル以下の結晶粒が得られており、今後より非平衡状態におけるプロチウム吸蔵材料の作製に関する研究が必要と考えられる。

随着人们对全球变暖问题的认识不断增强，氕储存材料变得越来越重要。为了开发出更高性能的氕储存材料，我们认为有必要在传统的热平衡过程中引入某种非平衡态，以创造出具有不同于传统材料的织构和结构的材料。完成吧。然而，所形成的氕存储材料的晶粒尺寸与氕吸收和释放性能之间的关系尚未得到广泛研究。因此，在本研究中，我们使用传统方法制备了150μm粉末样品，使用闪蒸装置制备了薄膜样品，并使用块体机械研磨方法制备了纳米晶体粉末样品，我们决定检查氢气中行为的差异。样品之间的存储。该粉末为多晶，在X射线衍射结果中观察到清晰的衍射峰。对比上述三类Pd样品在298K时的压力-成分等温线，认为在低浓度区满足Siebert定律，处于固溶状态，但固溶极限为薄膜Pd<150μmPd。可以看出，增加的顺序是粉末<纳米晶Pd。这被认为是由于除了传统的表面或次表面化学吸附效应之外，还由于弹性应力松弛效应。认为最大吸留量降低是因为薄膜与基板具有键合，无法缓和由氕吸留引起的晶格畸变。另一方面，通过机械研磨制造的纳米晶Pd由于粒径小，容易因氕吸藏而产生应力松弛，因此溶解度增加。此外，稀土合金的等离子体工艺成膜方法已经产生了比纳米晶体更小的晶粒，因此认为未来有必要对非平衡条件下的氕存储材料的生产进行进一步研究。

项目成果

H. Uchida et al.: "An Analysis of the H_2 desorption kineties of LaNi_5H_6 with various particle sizes"Proc. of the 5^ Korea-Japan Joint Symp. '99 on Hydrogen Energy. 1. 311-315 (1999)

H. Uchida等：“不同粒径LaNi_5H_6的H_2解吸动力学分析”Proc.

Y. Matsumura et al.: "Preparation of giant magnetrostrictive thin films by magnetron and ion beam sputtering processes"Review of Scientific Instruments. 71. 996-998 (2000)

Y. Matsumura 等人：“通过磁控管和离子束溅射工艺制备超磁致伸缩薄膜”科学仪器评论。

H. Uchida et al.: "Thermodynamic factors for controlling the plateau pressure in AB_5 alloys-H systems"Proc. of the 5^ Korea-Japan Joint Symp. '99 on Hydrogen Energy. 1. 326-320 (1999)

H. Uchida 等：“控制 AB_5 合金-H 系统中平台压力的热力学因素”Proc。

H. Uchida et al.: "Effect of alkaline prepretreatments (KOH. NAOH. LiOH) on electrochemical hydriding rate and work funktion of LaNi_Co_"Journal of Alloys and Compounds. 293-295. 751-755 (1999)

H. Uchida 等人：“碱性预处理（KOH、NAOH、LiOH）对 LaNi_<55>Co_<25> 电化学氢化速率和功函数的影响”合金与化合物杂志。