高輝度放射光を用いた水素と材料の相互作用の実験的解明

Advanced research on hydrogen-metal interactions of hydrogen storage materials using synchrotron radiation X-rays

町田 晃彦; 齋藤 寛之; 松村 大樹   ; 竹田 幸治   

Machida, Akihiko; Saito, Hiroyuki; Matsumura, Daiju; Takeda, Yukiharu

放射光は物質中の原子間の結合状態を詳細に調べる有力なツールの一つであり、構造だけでなく化学結合状態の解明にもその威力を発揮する。われわれは大型放射光施設SPring-8の優れた光源特性を活かした水素貯蔵材料研究を展開してきた。高輝度放射光を利用することによって、化学反応(水素化反応)に伴う構造や電子状態変化を詳細に測定することが可能となる。高輝度放射光でも金属中の水素を直接観測することは困難であるが、水素と結合している相手の原子に着目すれば水素化に伴う構造変化,電子状態などの変化を精密に測定することが可能となる。本稿ではSPring-8の放射光利用による水素貯蔵材料研究に有効な装置・技術の開発やそれらを利用した研究の幾つかについて紹介する。

We have investigated the structural and electronic properties of the hydrides or hydrogen storage materials focusing on the hydrogen-metal interactions using synchrotron radiation X-rays. X-rays interact with electrons of atoms in materials, hence, we can use X-rays as one of the powerful probes for investigating the chemical bonding states. The hydrogen-metal interactions give us the important knowledge to develop the high performance hydrogen storage materials. In this paper, we present the recent results of our studies for the hydrogen storage materials. By using our measurement apparatuses and also using our developed techniques, we obtained the new knowledge of structural and electronic properties of hydrides and hydrogen storage materials.