リチウム吸蔵合金を用いた水素貯蔵材料の特性制御技術の確立

建立利用储锂合金控制储氢材料特性的技术

• 批准号: 11F01068
• 负责人: 市川 貴之
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01068/
• 关键词: 水素貯蔵材料; リチウムイオン電池; メカニカルアロイング

昨年度に引き続きリン(P)とスズ(Sn)に注目して研究を行ったが, Li-P合金は水素吸蔵能を示さなかった。続いてLi-Sn系では, Li-Si系やLi-Ge系と同様にボールミリング処理(メカニカルアロイング)によって, Li_<1.1>Snの生成を試みた。しかし, 生成した相は, Li_<1.25>Snであった。この試料を用いて, PC-isotherm測定を行ったところ, 明瞭な2種類の中間相が存在すると考えられるプラトーが確認された。詳細な解析の結果, Li_<17>Sn_4+3.5H_2↔0.8Li_<13>Sn_5+7LiH, 0.8Li_<13>Sn_5+7LiH+3H_2↔4LiSn+13LiH,の反応式で記述できる事が明らかとなり, Si, Geの場合と同様に, LiHと比較して水素分子1モル当たり約100kJ程度, 特に2段階目の反応は, 150kJ程度不安定化している事が明らかとなった。これらの結果は, リチウムイオンニ次電池の負極特性とよく整合することも明らかとなり, リチウムイオンニ次電池の開発において試みられてきた第三元素の添加によって生じる電気化学特性の変化から, 水素貯蔵材料の特性予測が可能であることを裏付ける結果と考えられる。以上の結果は, 8月に開催された国際会議において発表を行った。以上に加え, 類似の系として, Li-Si系材料のLiをカリウム(K)に置き換えた材料研究にもにも着手した。結果として, 新たな水素吸蔵放出の反応系として, 4mass%以上の水素量を示すKSiH_3の特性を詳細に調べた。空気に対して非常に活性の高いため, 表面が安定化して水素との反応性に乏しいが, 種々の方法で活性化処理が可能である事が明らかとなった。これについては, 水素エネルギー協会大会にて発表を行い, 本系は4mass%以上の水素を150℃以下で吸蔵放出可能な系として注目を集めた。

从去年开始，我们进行了专注于磷（P）和TIN（SN）的研究，但LI-P合金没有显示出吸收氢的能力。接下来，在LI_-SN系统中，Li_ <1.1> SN试图通过与Li-Si系统和Li-Ge系统相同的方式通过球铣削（机械合金）生成Li_ <1.1> SN。但是，产生的相位为li_ <1.25> sn。使用此样品，进行了PC-等热测量，并确认了高原，被认为具有两个不同的中间相。详细的分析表明，Li_ <17> SN_4+3.5H_2↔0.8LI_<13> sn_5+7liH，0.8LI_ <13> sn_5+7liH+7liH+3H_2↔4lisn+13liH的反应方程式与SI和GE的情况相似，据SIM和GE尤其是expere，它的反应是eSTER的150000000，第二阶段。这些结果也很明显，它们与锂离子密度电池的负电极性能很好地匹配，并且据信可以支持通过添加第三个元素引起的电化学性质的变化来预测氢储存材料的性能，这已在锂化密度电池的开发中尝试过。上述结果是在8月举行的国际会议上提出的。除上述内容外，我们还开始研究材料，其中李 - 塞材料被钾（K）代替为类似的系统。结果，将KSIH_3的性质详细研究为新的氢吸收和释放反应系统。由于它非常活跃，因此表面稳定，并且用氢的重新激活不足，但是已经发现可以使用各种方法进行激活处理。这是在氢能协会会议上宣布的，该系统吸引了一个可以在150°C或更少以上吸收4质量％或以上的氢气的系统。

项目成果

Destabilization of LiH by Li insertion into Ge

Li插入Ge导致LiH不稳定

• DOI: 10.1021/jp400133t
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Physical chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: Ankur Jain;Erika Kawasako;Hiroki Miyaoka;Tao Ma;Shigehito Isobe;Takayuki Ichikawa;Yoshitsugu Kojima
• 通讯作者: Yoshitsugu Kojima

KSiの水素貯蔵特性

KSi的储氢特性

• 发表时间: 2013
• 作者: 市川貴之;Ankur Jain;宮岡裕樹;小島由継
• 通讯作者: 小島由継

A Study on Phase Transformation of Ge-Li-H System

Ge-Li-H体系相变研究

• 发表时间: 2012
• 作者: Ankur Jain;Erika Kawasako;Hiroki Miyaoka;Takayuki Ichikawa;Yoshitsugu Kojima
• 通讯作者: Yoshitsugu Kojima

Destabilization of Lithium Hydride by the Substitution of IV Group Elements

IV 族元素取代使氢化锂失稳

• 发表时间: 2013
• 作者: A. Jain;H. Miyaoka;T;Ichikawa;Y. Kojima
• 通讯作者: Y. Kojima

Correlation between electrochemical behavior and hydrogen storage properties of Li-Sn system

Li-Sn体系电化学行为与储氢性能的相关性

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.03.150
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds
• 影响因子: 6.2
• 作者: Ankur Jain;Hiroki Miyaoka;Takayuki Ichikawa;Yoshitsugu Kojima
• 通讯作者: Yoshitsugu Kojima