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論文

Melting of Pb charge glass and simultaneous Pb-Cr charge transfer in PbCrO$$_{3}$$ as the origin of volume collapse

Yu, R.*; 北條 元*; 綿貫 徹; 水牧 仁一朗*; 溝川 貴司*; 岡 研吾*; Kim, H.*; 町田 晃彦; 榊 浩司*; 中村 優美子*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 137(39), p.12719 - 12728, 2015/10

 被引用回数:13 パーセンタイル:37.88(Chemistry, Multidisciplinary)

立方晶ペロブスカイトPbCrO$$_{3}$$が常温常圧において、鉛の価数に関する電荷ガラス状態であり、その結果、鉛の位置にランダムネスのある構造をとっていることを明らかにした。鉛の価数は2価と4価に価数分離しており、鉛の位置は、A-site中心からのシフトが3倍周期の縦波型変調を持つ2つの副格子で表される短距離秩序を持つことを明らかにした。加圧すると鉛-クロム間の電荷移動が生じ、それにより電荷ガラスが解消され、絶縁体-金属相転移が起こることも明らかにした。この圧力誘起の電荷ガラス融解が、PbCrO$$_{3}$$で知られていた大きな体積収縮を伴った立方晶-立方晶の同型構造相転移の起源であることが分かった。

論文

Hydrogenation of a TiFe-based alloy at high pressures and temperatures

遠藤 成輝*; 斉田 愛子*; 中村 優美子*; 齋藤 寛之; 町田 晃彦

International Journal of Hydrogen Energy, 40(8), p.3283 - 3287, 2015/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:70.76(Chemistry, Physical)

We investigated the hydrogenation of a ternary TiFe$$_{0.8}$$Mn$$_{0.2}$$ alloy under high pressure (up to 6.5 GPa) and at high temperature (up to 600 $$^{circ}$$C) by in situ synchrotron radiation X-ray diffraction measurements. A chemical order-disorder phase transition and the formation of body-centered cubic (BCC) hydride were observed. The phase-transition temperature was 400 $$^{circ}$$C, which is 200 $$^{circ}$$C lower than that of a binary TiFe alloy. A disproportionation reaction, which was observed for the binary TiFe alloy, did not occur at this temperature. The BCC hydride existed stably, and new hydrides were not formed after the BCC hydride became a single phase. Since the unit cell volume of the BCC hydride was almost equal to that of the hydride, TiFe$$_{0.8}$$Mn$$_{0.2}$$H$$_{1.8}$$, under the same pressure-temperature conditions, the hydrogen content of the former was roughly estimated as the same as that of the latter (hydrogen to metal atom ratio = 0.9).

論文

時分割X線回折によるLaNi$$_{4.75}$$Sn$$_{0.25}$$の水素吸蔵過程における過渡的構造変化の観測

町田 晃彦; 樋口 健介*; 片山 芳則; 榊 浩司*; Kim, H.*; 中村 優美子*

日本金属学会誌, 79(3), p.124 - 130, 2015/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:65.39(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

LaNi$$_{4.75}$$Sn$$_{0.25}$$の水素吸蔵過程における構造変化を放射光を利用した時分割X線回折により調べた。室温での測定で、水素ガス圧力の非平衡状態においてLaNi$$_{4.75}$$Sn$$_{0.25}$$の固溶体相と水素化物相の間に過渡的な中間相が存在することを明らかにした。LaNi$$_{4.75}$$Sn$$_{0.25}$$はこれらの三相共存の状態を経由して水素化物へと転移する。中間相の水素濃度を格子体積から見積もったところ、導入水素圧力に依存しないことがわかった。格子定数の変化から、中間相における水素占有サイトはLa$$_{2}$$Ni$$_{2}$$(Ni,Sn)$$_{2}$$八面体とLa$$_{2}$$(Ni,Sn)$$_{2}$$四面体であることが推測される。

論文

B2型Ti$$_{1+y}$$(Fe$$_{1-x}$$Mn$$_x$$)$$_{1-y}$$ ($$0.2 leq x leq 0.5$$, $$0 leq y leq 0.08$$)合金の水素吸蔵特性の合金組成依存性

榊 浩司*; Kim, H.*; 町田 晃彦; 綿貫 徹; 中村 優美子*

日本金属学会誌, 79(3), p.112 - 117, 2015/03

 パーセンタイル:100(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

B2型Ti$$_{1+y}$$(Fe$$_{1-x}$$Mn$$_x$$)$$_{1-y}$$ ($$0.2 leq x leq 0.5$$, $$0 leq y leq 0.08$$)合金の水素吸蔵特性の合金組成依存性を調べた。B2型Ti$$_{1+y}$$(Fe$$_{1-x}$$Mn$$_x$$)$$_{1-y}$$ではMn及びTiの添加量にかかわらず、水素吸蔵量の減少は見られず、2段階で水素を吸蔵することが分かった。添加量を増加し、水素化温度を高くしても、2段目のプラトーは平坦性を維持したが、1段目のプラトーはある温度以上になると傾斜が顕著になり、ヒステリシスが消滅した。このことはTi$$_{1+y}$$(Fe$$_{1-x}$$Mn$$_x$$)$$_{1-y}$$には1段目の相変態に関して臨界温度が存在し、その臨界温度はMnおよびTiの添加量とともに低温化することが明らかとなった。

論文

焼き入れ速度がV$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$の水素吸蔵特性に与える影響

Kim, H.*; 榊 浩司*; 浅野 耕太*; 池田 一貴*; 大友 季哉*; 町田 晃彦; 綿貫 徹; 中村 優美子*

日本金属学会誌, 79(3), p.131 - 136, 2015/03

 パーセンタイル:100(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

V$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$の高温からの焼き入れ速度が水素吸蔵特性に及ぼす影響について調べた。焼き入れ速度の速いV$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$-FQは、焼き入れ速度の遅いV$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$-SQに比べて高い水素吸蔵圧力を示した。さらにV$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$-SQは比較的平坦なプラトーを示したが、V$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$-FQのプラトーは傾斜していた。V$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$-FQの水素吸蔵圧力は15サイクルの間に徐々に減少したが、V$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$-SQでは1サイクル目で若干低い吸蔵圧を示しただけで、15サイクルの間でほとんど変化しなかった。V$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$D$$_2$$-FQ及びV$$_{0.79}$$Ti$$_{0.2}$$Zr$$_{0.01}$$D$$_2$$-SQの平均構造には差が見られなかったが、二体分布関数では55${AA}$以上の領域で局所構造に差が見られた。

論文

C15b型Mg$$_{1-x}$$Pr$$_{x}$$Ni$$_{4}$$合金のMg/Pr比制御による水素吸蔵特性の向上

榊 浩司*; 寺下 尚克*; Kim, H.*; Majzoub, E. H.*; Proffen, T.*; 町田 晃彦; 綿貫 徹; 角掛 繁*; 中村 優美子*; 秋葉 悦男*

スマートプロセス学会誌, 3(6), p.359 - 366, 2014/11

これまでに水素吸蔵合金は数多く報告されており、純金属ではマグネシウム,バナジウム,パラジウムなどが、合金ではLaNi$$_{5}$$, TiFe, TiMn$$_{2}$$などがよく知られている。これらの中でマグネシウムは7.6mass%の水素を吸蔵できることから、貯蔵量からみると有望な水素吸蔵材料である。しかしながら、水素化物が安定すぎるため、水素放出温度が高いという欠点があり、ナノ構造化,元素添加,合金化など様々な取り組みが行われている。マグネシウムを含んだC15b構造のMg$$_{1.0}$$RE$$_{1.0}$$Ni$$_{4}$$合金も合金化の取り組みの一つである。これまでに様々なMg$$_{1.0}$$RE$$_{1.0}$$Ni$$_{4}$$合金の水素吸蔵特性が報告されており、希土類元素の種類や作製方法等の違いによって水素吸蔵特性や水素化物の結晶構造に違いが見られている。そこで、本研究では系統的に希土類元素の種類やマグネシウムと希土類元素の比率を変化させた際に、結晶構造や水素吸蔵特性等の各種材料物性がどのように変化するかを調べた。

論文

Reduction and unusual recovery in the reversible hydrogen storage capacity of V$$_{1-x}$$Ti$$_x$$ during hydrogen cycling

Kim, H.*; 榊 浩司*; 斉田 愛子*; 榎 浩利*; 野口 一夫*; 町田 晃彦; 綿貫 徹; 中村 優美子*

International Journal of Hydrogen Energy, 39(20), p.10546 - 10551, 2014/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:74.23(Chemistry, Physical)

V-Ti合金におけるV量が水素化サイクルに及ぼす効果について研究を行っている。V$$_{1-x}$$Ti$$_x$$, $$x=$$ 0.2 and 0.5で100サイクル以上、410Kと553Kで水素化、脱水素化を行ったところ、サイクルによる吸蔵量の減少が両方の試料で観測され、V量による違いはなかった。圧力-水素組成等温曲線ではサイクルによってプラトーの傾斜が大きくなり、ヒステリシスが小さくなることが確認できた。さらに、水素化サイクルによって十分に吸蔵量が減少した後に、低温で水素吸蔵させたところ、初めに水素吸蔵させたときと同程度の水素量を吸蔵することを発見した。

論文

Degradation mechanism against hydrogenation cycles in Mg$$_{2-x}$$Pr$$_x$$Ni$$_4$$ ($$x$$ = 0.6 and 1.0)

榊 浩司*; 寺下 尚克*; Kim, H.*; Majzoub, E. H.*; 町田 晃彦; 綿貫 徹; 角掛 繁*; 中村 優美子*; 秋葉 悦男*

Journal of Physical Chemistry C, 118(13), p.6697 - 6705, 2014/04

 被引用回数:9 パーセンタイル:53.17(Chemistry, Physical)

Mg$$_{2-x}$$Pr$$_x$$Ni$$_4$$ ($$x$$=0.6 and 1.0)の水素化サイクルに対する劣化メカニズムについて報告する。Mg$$_{1.0}$$Pr$$_{1.0}$$Ni$$_{4}$$は数回の水素化サイクルによって急激に吸蔵能の劣化が進行するが、Mg$$_{1.4}$$Pr$$_{0.6}$$Ni$$_{4}$$では100サイクルでも吸蔵量がほとんど低下しないことが分かった。Mg$$_{1.0}$$Pr$$_{1.0}$$Ni$$_{4}$$のX線回折パターンでは、格子歪みによるピークブロードニングが観測されるが、Mg$$_{1.4}$$Pr$$_{0.6}$$Ni$$_{4}$$ではこのようなブロードニングは観測されない。また、Mg$$_{1.0}$$Pr$$_{1.0}$$Ni$$_{4}$$の二体分布関数パターンでは、転位密度の増加に起因すると考えられる距離に依存したブロードニングが観測され、これはサイクルによって増大する。Mg$$_{1.4}$$Pr$$_{0.6}$$Ni$$_{4}$$ではMg$$_{1.0}$$Pr$$_{1.0}$$Ni$$_{4}$$に比べて、高い硬度と水素化による微粉化が観測された。

論文

In situ synchrotron $$^{57}$$Fe M$"o$ssbauer spectroscopy of RFe$$_{2}$$ (R = Y, Gd) hydrides synthesized under ultra-high-pressure hydrogen

三井 隆也; 増田 亮*; 瀬戸 誠; 平尾 直久*; 松岡 岳洋*; 中村 優美子*; 榊 浩司*; 榎 浩利*

Journal of Alloys and Compounds, 580(Suppl.1), p.S264 - S267, 2013/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:67.03(Chemistry, Physical)

An in situ $$^{57}$$Fe synchrotron radiation M$"o$ssbauer spectroscopy (SRMS) was performed on the C15 Laves RFe$$_{2}$$ (R=Y, Gd) under high-pressure hydrogen (H) in a diamond anvil cell. The H-absorption processes were monitored by the pressure dependence on the $$^{57}$$Fe isomer shift (IS): IS values increased for the amount of H-absorption into the RFe$$_{2}$$. In both cases, IS values showed a rapid increase at a few GPa, and once again showed a small increase at above 10 GPa. These results suggest that there are two steps in the H-absorption processes for the RFe$$_{2}$$ under high-pressure hydrogen. At the same time, two-step magnetic transitions have been also observed for the first time: ferromagnetic RFe$$_{2}$$ changed to paramagnetic RFe$$_{2}$$Hx$$_{1}$$ at the first H-absorption process, and a new ferromagnetic phase appeared in RFe$$_{2}$$Hx$$_{2}$$ at the second H-absorption process. In this conference, we report details on the SRMS experimental setup and the results.

論文

Origin of degradation in the reversible hydrogen storage capacity of V$$_{1-x}$$Ti$$_{x}$$ alloys from the atomic pair distribution function analysis

Kim, H.*; 榊 浩司*; 小川 浩*; 中村 優美子*; 中村 仁*; 秋葉 悦男*; 町田 晃彦; 綿貫 徹; Proffen, T.*

Journal of Physical Chemistry C, 117(50), p.26543 - 26550, 2013/12

 被引用回数:17 パーセンタイル:34.93(Chemistry, Physical)

水素吸蔵放出の繰り返しによる水素吸蔵量の低下は多くの水素吸蔵合金で観測されているが、その起源は明らかではない。本研究ではV$$_{1-x}$$Ti$$_x$$合金の低水素吸蔵サイクル特性の考えられる構造的要因について明らかにするために、放射光X線全散乱データを利用した二体分布関数解析によってV$$_{1-x}$$Ti$$_x$$H$$_2$$, $$x=$$0, 0.2, 0.5の水素吸蔵放出サイクルで初めの15サイクルにおける格子欠陥や無秩序化について調べた。

論文

An in situ M$"{o}$ssbauer study using synchrotron radiation

増田 亮; 三井 隆也; 伊藤 恵司*; 榊 浩司*; 榎 浩利*; 中村 優美子*; 瀬戸 誠

Hyperfine Interactions, 204(1-3), p.139 - 142, 2012/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:17.72

水素化過程について局所的観点から情報を得るため、その場メスバウアー測定用の装置を開発した。本装置を用いることで水素雰囲気下の試料の温度を調整でき、放射光メスバウアースペクトル及び核共鳴非弾性散乱のスペクトルをその場測定することができるというものである。本装置の有用性を確認すべく、$$c$$-GdFe$$_2$$H$$_3$$の真空中での温度変化を両スペクトルで観察し、それらのスペクトルの明らかな変化を確認した。その変化は脱水素化によるFe局所電子状態及びFe局所振動状態の変化として解釈されるものであり、本装置によってその場メスバウアー測定が可能であることが確認された。

口頭

水素吸蔵放出反応過程における時分割X線回折システムの開発

樋口 健介; 町田 晃彦; 片山 芳則; 榊 浩司*; 中村 優美子*

no journal, , 

水素吸蔵合金は圧力組成等温線(PCT)測定や平衡水素圧力下でのin-situ構造解析により特性評価が行われている。しかし、水素吸蔵放出反応過程の研究には反応速度や非平衡状態における構造特性等の詳細な情報が必要となる。そこで本研究では、水素吸蔵放出反応時の構造変化を時分割測定するシステムの開発を行った。実験はSPring-8のBL22XUで実施した。水素吸蔵放出過程における回折パターンの測定には、2Hzでの測定が可能なフラットパネルX線検出器、1kHzまでの測定が可能なX線イメージインテンシファイアを取り付けた高速度カメラを使用した。回折パターンの測定は試料容器への水素ガス導入と同期して開始される。水素圧力の変化も同時に計測し、構造変化に伴うおおよその水素吸蔵量を知ることも可能である。室温で約0.012MPaのプラトー圧力を持つLaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$について、導入圧力0.5MPaの条件で水素吸蔵過程の時分割X線回折測定を実施した。フラットパネル検出器2Hz及び高速度カメラ60Hzで$$alpha$$相から$$beta$$相へ変化する過程のX線回折パターンの測定に成功し、この条件下では水素導入開始から約15秒で$$beta$$相単相となることがわかった。

口頭

High speed X-ray diffraction measurements of hydrogen storage alloy on hydrogen absorption and desorption processes

樋口 健介; 町田 晃彦; 片山 芳則; 榊 浩司*; 中村 優美子*

no journal, , 

水素吸蔵合金は圧力組成等温線(PCT)測定や平衡水素圧力下でのin-situ構造解析により特性評価が行われている。しかし、水素吸蔵放出反応過程の研究には反応速度や非平衡状態における構造特性等の詳細な情報が必要となる。そこで本研究では、水素吸蔵放出反応時の構造変化を時分割X線回折測定するシステムを開発し、試測定を行った。実験はSPring-8のBL22XUで実施した。X線回折パターンの測定には二種類の二次元検出器を用いた。一つは2Hzでの測定が可能なフラットパネル検出器、もう一つは125Hzまでの測定が可能なX線イメージインテンシファイアを取り付けた高速度カメラである。試料容器への水素ガス導入と同期して回折パターンの測定が開始されるシステムを構築した。LaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$について、室温・導入圧力0.5MPaの条件で水素吸蔵過程の時分割X線回折測定を実施した。フラットパネル検出器2Hz及び高速度カメラ60Hzで合金相から水素化物相へ変化する過程のX線回折パターンの測定に成功した。また、相変態の際、ごく短い寿命(約1.0sec)で出現する中間相を示唆するピークを検出した。

口頭

M$"{o}$ssbauer study on the hydrides of C15 RFe$$_2$$ (R=Sm,Gd) compounds

増田 亮; 三井 隆也; 伊藤 恵司*; 榊 浩司*; 榎 浩利*; 中村 優美子*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 瀬戸 誠

no journal, , 

We here report the recent M$"o$ssbauer study on the hydrides of C15 RFe$$_2$$ compounds (R=Sm,Gd). We studied the change of the local electronic states induced from the hydrogenation of SmFe$$_2$$, by the M$"o$ssbauer spectroscopy with $$^{57}$$Fe and nuclear resonant forward scattering (NFS) of synchrotron radiation (SR) by $$^{149}$$Sm. The latter was performed at BL11XU of SPring-8. The results can be interpreted by the effect of hydrogenation, i.e. the lattice expansion, the electron-rearrangement, and the resultant weakening of the interaction between Sm and Fe. Also, we introduce a hydrogen-atmospheric furnace for the SR M$"o$ssbauer measurement installed in BL11XU; It is developed for the "in-situ" M$"o$ssbauer study on hydrogenation and dehydrogenation process. A feasibility study on the in-situ $$^{57}$$Fe-M$"o$ssbauer study in dehydrogenation process of c-GdFe$$_2$$H$$_x$$ is reported.

口頭

LaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$合金の水素吸蔵反応過程における時分割X線回折測定

樋口 健介; 町田 晃彦; 片山 芳則; 榊 浩司*; Kim, H.*; 中村 優美子*

no journal, , 

水素貯蔵合金の水素吸放出過程の構造変化をリアルタイムで調べることは、水素吸蔵放出特性の向上に資するための重要な知見を与える。本研究ではLaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$合金に対象として、水素吸蔵過程での時分割X線回折実験を実施し、反応過程における構造の変化を調査した。時分割X線回折実験はSPring-8の原子力機構ビームラインBL22XUにおいて実施した。試料セルにはカプトンフィルムを窓材としたフランジ型容器を使用し、粉末化したLaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$合金を封入した。回折パターンの測定には、最高毎秒2フレームまで測定が可能である2次元X線検出器を用いた。試料近傍に圧力計を設置し、試料へかかる水素圧力の変化も同時計測した。試料セル内を真空にした状態から試料部で最大0.8MPaとなるように水素ガスを導入し、水素吸蔵反応過程の時分割X線回折を測定した結果、LaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$合金の水素化物相形成の過程で過渡的に現れる中間相が観測された。また平衡時にプラトー圧力(約0.012MPa)以上となるよう導入圧力を変えて測定を行ったが、中間相は水素導入圧によらず出現することが確認された。

口頭

LaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$合金の水素吸蔵過程における過渡的構造変化

樋口 健介; 町田 晃彦; 片山 芳則; 榊 浩司*; Kim, H.*; 中村 優美子*

no journal, , 

水素吸蔵合金の水素吸蔵過程における時分割X線回折測定を実施し、その非平衡圧力下の過渡的な構造変化を詳細に調べている。本研究ではLaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$合金の水素化過程における中間相形成について詳細に調べるため、導入圧力を変えての測定及び過去に過渡的な中間相の存在が観測されているLaNi$$_{5}$$合金との比較を行った。放射光時分割X線回折測定はSPring-8 BL22XUに設置された時分割X線回折システムを利用して行った。試料部でプラトー圧力($$sim$$0.012MPa)に対してわずかに高い圧力となるように水素を導入した。低圧力($$sim$$0.088MPa)の水素を導入した結果、高圧力($$sim$$0.8MPa)を導入した際と同様に中間相が形成され最終的に単相の水素化物相となることが確認された。低圧の水素導入時に観測された中間相の格子定数は高圧の水素導入時に出現したものとほぼ一致しているため、導入した水素ガス圧力によらず中間相の水素量は同じであると推測される。また、LaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$合金の水素化過程での各相の格子定数の時間変化はLaNi$$_5$$で報告されている変化と異なっていたことから、両合金の中間相の形成メカニズムが異なる可能性が示唆される。

口頭

Time resolved X-ray diffraction measurements on hydrogen absorption/desorption processes of hydrogen absorbing alloys

町田 晃彦; 樋口 健介*; 片山 芳則; 榊 浩司*; Kim, H.*; 中村 優美子*

no journal, , 

水素吸蔵合金の水素化過程の構造特性に関する研究を実施している。水素吸蔵合金で、水素が格子間に吸蔵されている状態は水素圧力環境下でのみ保たれているため、その吸蔵メカニズムの解明にはその場観察手法が重要となる。またガスとの反応過程の研究に対してはその詳細を知るために時分割測定が必要となる。われわれは高輝度放射光の特長を活かした水素吸蔵放出過程の高速時分割X線回折システムをSPring-8のBL22XUに構築した。装置の評価のためにLa(Ni,Al)$$_{5}$$合金の水素吸蔵過程の時分割X線回折測定を実施した。その結果、水素吸蔵過程における詳細な構造変化の観測に成功し、固溶体相から既知の水素化物相が形成される過程で、過渡的な中間相が存在することを明らかにした。

口頭

Formation of a novel TiFe hydride and estimation of its hydrogen content at high pressures and temperatures

遠藤 成輝; 松本 愛子*; 中村 優美子*; 齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則

no journal, , 

We investigated the hydrogenation of a CsCl-type TiFe alloy at 5 GPa and 600$$^{circ}$$C by in situ synchrotron radiation X-ray diffraction measurements. An order-disorder phase transition from CsCl-type solid solution to BCC-type hydride was observed. The BCC hydride had the maximum volume expansion of 21.0%, which is larger than that of a full-hydride TiFeH$$_{1.9}$$ ($$gamma$$ phase) prepared by hydrogenation near ambient conditions. The BCC phase could not be recovered at ambient conditions. In order to estimate the hydrogen content of the BCC hydride, we tried to compare its lattice volume with the lattice volume of $$gamma$$ hydride at same high pressure and high temperature conditions. As a result, the lattice volume of BCC phase was almost equal to that of $$gamma$$ hydride, therefore, the hydrogen content of BCC phase was almost equal to that of $$gamma$$ hydride (H/M$$sim$$1).

口頭

In-situ and time-resolved measurement on hydrogen absorption/desorption processes of hydorgen absorbing alloys using synchrotron radiation X-rays

町田 晃彦; 綿貫 徹; 片山 芳則; Kim, H.*; 榊 浩司*; 中村 優美子*

no journal, , 

水素吸蔵合金は水素燃料電池自動車や定置型エネルギー貯蔵システムへの利用が期待され、そのための研究が広く行われている。水素吸蔵・放出過程の構造変化の研究を行うために、SPring-8の原子力機構ビームラインBL22XUにおいて、水素雰囲気下その場観察の装置を構築した。水素圧が平衡になった状態、および非平衡の状態における放射光X線回折実験を実施し構造変化を調べることに加えて、大型2次元検出器と高エネルギーX線を利用したX線全散乱実験を実施し、二体分布関数解析を行えるようにした。我々の構築した装置とそれを利用して得られた結果について紹介する。

口頭

A System for time-resolved XRD measurements on hydrogen absorption processes

町田 晃彦; 樋口 健介*; 片山 芳則; 榊 浩司*; Kim, H.*; 中村 優美子*

no journal, , 

水素貯蔵材料の性能を上げるためには、水素吸蔵・放出の詳細な機構の理解が重要である。その場粉末X線回折測定はこれらの反応に伴う構造変化に関する直接的な情報を与える。よって、我々は、時間分解X線回折システムを放射光施設SPring-8のBL22XUビームラインに設置した。このシステムは、フラットパネル検出器と、高速ビデオカメラを接続したX線イメージインテンシファイアーの二つの2次元検出器を備えている。フラットパネル検出器は1秒間に2フレームまで、ビデオカメラでは実用上1秒間に125フレームまでの測定が可能である。試料セルは水素供給装置に接続され、回折データの記録は水素導入と同時に開始される。水素ガスの最高圧力は1MPaである。装置の性能を調べるため、LaNi$$_{4.5}$$Al$$_{0.5}$$の時分割X線回折実験を行った。水素固溶体から水素化物への構造変化の測定から、過渡的な中間相が存在することが明らかになった。本システムは、現在、複数の材料の研究に使われている。

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