Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
阿部 浩之; 青根 茂雄*; 岸本 雅彦*; 村木 啓太*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
実用水素吸蔵材料であるMm系合金の特性向上を目指し、荷電粒子線照射(電子,イオン)と表面アルカリ処理が水素吸蔵速度に及ぼす影響について調べた。これまで単体金属Pdにおいて、イオン照射により表面層に高濃度欠陥を生成させることで水素吸蔵特性が数
5倍程度向上することを明らかにしている。さらに、LaNi
系吸蔵合金にアルカリ処理を施すことで、水素吸蔵初期反応速度が2, 3倍向上することも見いだしている。これらの知見から、Mm系合金へ荷電粒子線照射とアルカリ処理との両方の処理を施した二つの複合効果を調べた結果、二つの処理を施すことで照射サンプル、アルカリ処理をそれぞれ一方のみ行ったサンプルよりもさらに35倍もの水素吸蔵初期反応速度測定が速くなることが判明した。
阿部 浩之; 岸本 雅彦*; 村木 啓太*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
水素吸蔵合金Mm(Misch-metal)の機能性向上に関する研究を進めているが、これまで、表面層に高濃度欠陥を生成させることで水素吸蔵特性が向上すること、さらに表面にアルカリ処理を施すことで水素吸蔵特性が向上することを見いだしていることから、電子線照射とアルカリ処理を組合せた複合効果について調べた。その結果、未照射に比べ吸蔵能がおよそ10倍向上することがわかった。この理由は、照射により表面に形成された酸化膜層が、アルカリ処理を施すことではぎ取られ、表面活性した状態に戻り、照射による欠陥形成を利用した吸蔵特性向上効果を最大限に生かせるためと判明した。
系水素吸蔵合金の電気化学的水素吸収特性に及ぼす電子線照射及びアルカリ処理の影響村木 啓太*; 岸本 雅彦*; 阿部 浩之; 原木 岳史*; 内田 裕久*
no journal, ,
Mm(Misch metal)系水素吸蔵合金はNi-MHバッテリーの負極材として用いられており、これらの充電放電(水素吸蔵/放出)のプロセスでは材料の表面状態が非常に効いてくることがわかっている。本研究では、その表面状態を改善するために電子線照射による表面改質に着目し、照射後の電気化学的水素吸収特性並びに表面アルカリ処理による水素吸蔵量の変化について、特に、その照射環境の違い(大気中, 真空中, Heガス雰囲気中)による水素吸蔵量の変化について調べた。電子線照射条件は2MeV, 1
10
cm
とし、照射後、サンプル表面をアルカリ処理(6M-KOH、室温)を施し、その後初期水素吸蔵速度測定を実施した。その結果、最も大きな変化としては、大気中で電子線照射を施したサンプルが未照射サンプルに比べ16倍以上の水素吸収速度が向上したことが判明した。XPS測定によるサンプル表面深さ方向分析の結果、表面には酸化膜層が形成されており、真空中照射,He雰囲気中照射の順に酸化膜層が薄くなっていることが判明した。厚く酸化膜層が形成された場合は非化学両論組成酸化物となり、水素分子の解離を促進し、高い水素化速度が得られたと結論できる。
柿間 博武*; 村木 啓太*; 阿部 浩之; 内田 裕久*
no journal, ,
水素吸蔵合金と水素の反応はまず表面で行われる。そのため合金表面の状態制御が重要となる。従来はアルカリ処理により水素吸蔵材料の吸蔵能向上を行っている。本研究ではLaイオン照射及びアルカリ処理による表面改質を行い初期水素吸収速度に及ぼす影響について調べた。イオン照射のみを施した試料では未照射の試料に比べて水素吸収速度変化は数倍程度ではあったが、イオン照射後にさらにKOHアルカリ処理を施した試料についての水素吸収速度にはイオン照射のみを施した場合や、従来のアルカリ処理のみを施した場合に比べ、十数倍の向上が確認できた。水素吸蔵合金はイオン照射とアルカリ処理との組合せによる処理により格段に吸蔵能向上が得られることを見いだした。
系水素吸蔵合金の電子線照射及びアルカリ処理における水素吸収特性変化阿部 浩之; 岸本 雅彦*; 村木 啓太*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
MmNi系合金(Mm: Misch-metal)はNi-MH電池やハイブリットカーに搭載しているバッテリーの負極材料として使用されている。これらのさらなる性能向上を目的として、水素吸蔵材料の合金開発が進められているが、より高い水素吸蔵能として水素吸蔵・放出の反応速度についての改善も特性向上の一つとなっている。これら反応速度はその材料の表面状態に依存していることから、材料表面に対し、電子線照射を施すことで表面改質を行い、その特性変化を調べた。この照射ではその環境の違いによる相関実験として大気中,Heガス雰囲気中,真空中照射を実施した。加えて、照射後にアルカリ処理を施すことで、飛躍的な吸蔵能向上が期待できることから、電子線照射とアルカリ処理との複合効果についても調べた。結果、未照射に比べ、大気照射プラスアルカリ処理によるものが最も水素吸蔵能向上に効果があり、水素吸収速度が14倍速くなった。これは大気照射の場合、表面層に酸化物層が形成されることにより水素吸蔵能が向上したためと考えられる。
村木 啓太*; 中川 拓也*; 岸本 雅彦*; 阿部 浩之; 原木 岳史*; 内田 裕久*
no journal, ,
材料の表面改質の手法として電子線照射を実施し、種々の電子線照射環境の違いによる水素吸蔵合金の水素吸収・放出特性に及ぼす影響について調べた。電子線照射は真空雰囲気中、Heガス雰囲気中、大気の3つの照射環境で照射した。電気化学的手法を用いて合金の初期水素吸収速度測定を行った結果、大気照射による場合は真空又はHeガス中での照射に比べ5倍以上の吸収速度の向上が見られた。ESCAによる表面分析の結果、大気照射では希土類元素の非化学量論的な酸化物が形成されていることが確認でき、この存在により高い初期水素吸収速度を示したことが判明した。
系水素吸蔵合金の水素吸収特性変化阿部 浩之; 村木 啓太*; 岸本 雅彦*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
MmNi系水素吸蔵合金はNi-MH電池やハイブリットカーに搭載されているバッテリーの負極材料として広く使用されている。これらのさらなる性能向上として、水素吸蔵材料の合金開発が要求されている。より高い水素吸蔵能として水素の吸収,放出の速さも要求の一つとなっている。反応速度は材料表面状態に非常に敏感なことから、本研究では表面改質を目的として電子線照射を行った。電子線照射中の環境の違い(大気,Heガス,真空)と水素吸収特性の相関を調べた結果、未照射サンプルに比べ、大気と真空中照射は水素吸増量は14倍,3倍とそれぞれ向上が確認できた。XPS測定により、これらのサンプル表面には多量な酸化膜層が形成されていることが判明した。このことからROx(R-希土類)などの酸化物が表面に形成されることで水分子の解離を促進し、水素吸蔵速度が著しく向上したと推測される。
森山 和広*; 村木 啓太*; 柿間 博武*; 阿部 浩之; 内田 裕久*
no journal, ,
水素吸蔵合金の水素吸収反応過程において、合金表面の状態は非常に重要である。通常、水素吸蔵合金の表面上には酸化被膜や水酸化被膜が形成され、その結果、気相反応では水素分子,電気化学反応では水分子の解離が著しく阻害され、水素吸収速度が低下することが知られている。過去に合金表面へKOH, LiOH, NaOHによるアルカリ処理やフッ化水素処理などといった化学処理や、電子線照射により表面改質が図られることを見いだしている。今回、La
, Ceといった、金属イオンによるイオン照射を実施し、合金表面改質を試みるとともに、照射及びKOHによるアルカリ処理が水素吸蔵材料であるMmNiの初期水素吸収速度に与える影響を調べた。その結果、金属イオン照射に加えKOH処理されたMmNi材料は未照射材料に比べ、吸蔵開始1分の時点で300倍以上の機能性向上を示すことがわかった。これは、照射直後のMmNiは表面活性な状態で、真空の照射後に大気にさらされることで表面に酸化膜が形成され、その後のKOH処理により表面酸化皮膜中に侵入したカリウム原子が水素と表面との解離を促すことにより反応が促進され、吸蔵能の向上につながったためと考えられる。
森山 和広*; 村木 啓太*; 岸本 雅彦*; 阿部 浩之; 原木 岳史*; 内田 裕久*
no journal, ,
水素吸蔵合金の材料表面改質の手法として、電子線照射をとりあげ、電子線の照射雰囲気がMmNi
系水素吸蔵合金の電気化学的水素吸収放出特性に及ぼす影響について調べた。それぞれの照射雰囲気(大気,真空中,Heガス雰囲気中)と水素吸収速度の関係を比較すると、未照射サンプルと比べ大気中照射、真空中照射の順で水素吸収速度が向上した。しかし、He雰囲気中照射では水素吸収速度が、未照射と比べ変化が見られなかった。照射サンプル表面層のXPS分析を行った結果、大気中と真空中照射サンプルではLaとCeの酸化物が表面層にランダムに形成されており、これら酸化物層が水素吸収速度に寄与している可能性が示唆された。
阿部 浩之; 村木 啓太*; 岸本 雅彦*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
水素吸蔵材料の材料表面構造をイオン照射によって、表面改質させることで水素吸蔵能(本研究で特に吸放出速度)の向上を図るとともに、照射による構造変化とその吸蔵能との関係を導くための基礎データを取得する。従来の実験では種々のイオン照射による吸蔵能向上を見いだしているが、本研究では1つのサンプルに単色プロトンビームを照射するのではなく、1つのサンプルに種々のエネルギーを持ったプロトンビーム照射(マルチエネルギー照射)を行い、照射後サンプルについて水素吸蔵初期反応速度測定を実施した。結果として、単色で照射したサンプルによる水素吸蔵測定よりもマルチエネルギー照射の方が2.2倍、未照射と比べると5倍吸蔵速度が速くなることがわかった。マルチエネルギー照射ではサンプル表面から深層にまで欠陥層を連続的に生成させることができ、水素の吸蔵過程において表面からの侵入水素がより拡散しやすい状況になったと考えられ、結果として吸蔵速度が早まったと考えられる。
阿部 浩之; 森山 和広*; 村木 啓太*; 柿間 博武*; 内田 裕久*
no journal, ,
水素吸蔵材料(合金)の表面では大気中において酸化被膜や水酸化被膜が形成される。その結果、気相反応では水素分子の解離が、液相反応では水分子の解離が著しく阻害され、水素吸収速度が低下することが一般的に知られている。そのため、水素吸蔵材料の水素吸収反応において表面がどのような状態であるかが重要になってくる。本研究では、KOHによるアルカリ処理とイオン照射(La, Ce)による表面処理が水素吸蔵材料の初期水素吸収速度に及ぼす影響を調べた。希土類イオン照射により活性化した表面は酸化被膜が形成されるが、アルカリ処理を施すことで、表面に形成した酸化被膜中にカリウム原子が侵入し、これが水素の解離を促すことによって、反応が促進されることが明らかとなった。照射量が一定量を超える希土類イオン照射とその後のアルカリ処理を組み合わせることで、吸蔵能向上が得られることが判明した。