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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

https://doi.org/10.7791/jspmee.3.359

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

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

https://doi.org/10.1021/jp500855d
 被引用回数：22 パーセンタイル：53.28(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。

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