超軽量水素吸蔵材料の開発

超轻储氢材料的开发

基本信息

批准号：
12875118
负责人：
福永俊晴
金额：
$ 1.41万
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

(A)軽量水素吸蔵材料としてグラファイトのポーラス化を試みている。1.ナノポーラスカーボン(カーボンエアロゲル)の水素化アルコールの超臨界状態を用いてゲル状のカーボンを作製し、さらにそのゲル状カーボンを乾燥させてナノポーラスカーボンを作製し、それを圧力セル中に入れベーキングした後水素を6Mpaまで導入し水素化を試みた。現在、種々の実験を試みている。2.カーボンマイクロコイル微量の硫黄を含むアセチレンをNiなどの触媒中で750-800℃で0,5-2時間熱分解させることにより得られる。As-grownのカーボンコイルはほとんどがアモルファスであるが、2500-3000℃で熱処理をするとコイル状を保持したままグラファイト化する。この状態の構造変化を中性子回折で観察し、どの状態が水素を吸蔵しやすいかを確認している。このような多種多様な方法でナノポーラスカーボンやポーラスカーボン、そしてカーボンマイクロコイル、さらにカーボンナノファィバーなどを作製し、水素吸蔵特性をチェックしながら、そのカーボン材料の構造を高分解能中性子回折によって観察し、水素の存在位置を明らかにしようとしている。(B)TiやMg金属を含む水素吸蔵材料グラファイトにTiやMg金属を混入させ、軽量でかっ、水素を多量に吸蔵させることができる材料の探索と、中性子回折による構造観察、ならびに水素原子の存在位置の観察を行っている。水素原子はグラファイトのダングリングボンドと選択的に結合していることが明らかとなった。(C)Ti-Zr系に水素を吸蔵させて、水素原子の存在位置を中性子回折で明らかにしている。水素原子を吸蔵するとアモルファス化することから、水素原子の存在は単にTiやZrの水素化物を形成するだけではないことが明らかとなった。

(A) 我们正在尝试使石墨成为多孔的轻质储氢材料。 1.利用纳米多孔碳的氢化醇的超临界状态（碳气凝胶）制造凝胶状碳，然后将凝胶状碳干燥以制造纳米多孔碳，然后将其放入压力池中并烘烤之后，氢气。引入高达6Mpa并尝试氢化。目前，正在尝试各种实验。 2、碳微线圈是由含微量硫的乙炔在Ni等催化剂中于750-800℃下热分解0.5-2小时而得。大多数生长碳线圈是非晶态的，但在2500-3000℃的热处理下，它们会变成石墨，同时保持其线圈形状。使用中子衍射观察该状态的结构变化，以确定哪种状态最有可能吸收氢。使用这些不同的方法制造了纳米多孔碳、多孔碳、碳微线圈、碳纳米纤维等，并且在检查储氢特性的同时，使用高分辨率中子衍射观察了碳材料的结构。氢的位置。 (B) 含有Ti和Mg金属的储氢材料通过将Ti和Mg金属混合到石墨中，我们寻找可以储存大量氢的轻质和大型材料，通过中子衍射观察其结构，并研究氢原子的观察定位正在进行中。研究表明，氢原子选择性地与石墨中的悬空键结合。 (C) 氢被吸收到 Ti-Zr 体系中，并通过中子衍射揭示氢原子的位置。由于氢原子在吸收时变成非晶态，因此很明显氢原子的存在不仅仅形成Ti和Zr的氢化物。