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Irradiation effects on hydrogen absorption rate of metal hydride

水素吸蔵合金の水素化反応速度に対する荷電粒子線照射効果

大貫 駿*; 阿部 浩之; 松村 義人*; 内田 裕久*

Onuki, Shun*; Abe, Hiroshi; Matsumura, Yoshihito*; Uchida, Hirohisa*

ニッケル水素電池に使用する水素吸蔵合金には速い水素吸蔵速度が求められている。この水素吸蔵速度の向上においては、表面改質が有効な手法であると考えられる。これまで表面エッチングとして、アルカリ処理,コーティング,フッ化処理などによる表面改質がなされている。本研究では水素吸蔵合金LaNi$$_{4.6}$$Al$$_{0.4}$$に高エネルギー荷電粒子線(電子線,イオンビーム)照射を実施し、その合金表面に与える効果を評価検討した。イオン照射は350keVカリウムイオン照射、電子線照射は1$$sim$$2MeVのエネルギーの電子線照射を実施した。水素吸蔵速度は、開放型一層式セルを用いて電気化学的に測定した。結晶構造解析にはX線回折装置(XRD)を用いた。その結果、電子線・イオンビーム照射により表面近傍の構造が乱れることで表面反応が促進され、結果として表面改質が生じ、水素吸蔵速度を速めるという影響を与えることがわかった。

Hydrogen storage alloys are required high hydrogen absorption rate for the negative electrodes of the Ni-MH batteries applications. Surface modifications are crucial to improve the reactivity of hydrogen with metals because the dissociation of the H$$_{2}$$ molecules in the gas phase or the dissociation of the H$$_{2}$$O molecules in an electrochemical process is the first step of the overall reaction of hydrogen absorption by metals. In the present study, irradiation effects on electron beam and charged ions on hydriding characteristics of LaNi$$_{4.6}$$Al$$_{0.4}$$ alloy were studied. The hydrogen absorption rare measurements were also performed for the irradiated and un-irradiated samples using an electrochemical method. The crystal structure and phase of the bulk of the irradiated alloys were determined by X-ray diffraction. We will discus the effects of irradiation fo electron beam and ions on the improvement of the rate of hydrogen absorption by the LaNi$$_{4.6}$$Al$$_{0.4}$$ alloys.

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