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Fe M
ssbauer spectroscopy of RFe
(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：10 パーセンタイル：44.06(Chemistry, Physical)An in situ Fe synchrotron radiation Mssbauer spectroscopy (SRMS) was performed on the C15 Laves RFe (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 Fe isomer shift (IS): IS values increased for the amount of H-absorption into the RFe. 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 under high-pressure hydrogen. At the same time, two-step magnetic transitions have been also observed for the first time: ferromagnetic RFe changed to paramagnetic RFeHx
at the first H-absorption process, and a new ferromagnetic phase appeared in RFeHx at the second H-absorption process. In this conference, we report details on the SRMS experimental setup and the results.
阿部 浩之; 青根 茂雄*; 森本 亮*; 内田 裕久*
Journal of Alloys and Compounds, 580(Suppl.1), p.S219 - S221, 2013/12
被引用回数：5 パーセンタイル：28.77(Chemistry, Physical)水素吸蔵合金の吸蔵能の1つに、水素吸蔵初期反応速度がある。今回、イオン照射による表面改質技術を目的に種々のイオンをMm-Ni系水素吸蔵合金に照射したところ希土類イオンであるLaイオン,Ceイオンが水素吸蔵初期反応速度を大きく向上させることが判明した。さらにこれらイオン照射後のサンプルをKOHアルカリ溶液にて化学処理を施した場合、イオン照射したサンプルよりも数倍の初期反応速度の向上が見られた。これら希土類元素は水素を吸収しやすい物質であるため、表面にLaやCeイオンを導入することで初期反応速度が促進されたと考えられる。さらにKOHのアルカリ溶液にて化学処理をすることで、表面酸化膜がエッチングされるとともに、カリウム原子が合金表面仕事関数を下げることで、初期反応速度が速くなると考えられる。
松村 大樹; 岡島 由佳*; 西畑 保雄; 水木 純一郎
Journal of Alloys and Compounds, 509(Suppl.2), p.S849 - S852, 2011/09
被引用回数：11 パーセンタイル：48.85(Chemistry, Physical)パラジウム微粒子の水素吸蔵反応に伴う動的な原子構造及び電子構造変化を、分散型光学系を有したX線吸収分光によって、「その場観測」かつ「実時間分割観測」を行った。水素吸蔵反応に伴って、パラジウム微粒子は10pmもの原子間距離の膨張を示した。原子間距離の膨張における水素分圧依存性を、50Hzの測定レートによって観測することに成功した。200kPaの水素分圧では、わずか50ms秒で、パラジウム微粒子の原子間距離の膨張が完了することが判明した。また、水素の吸蔵反応は強い水素分圧依存性を持っていることがわかった。速度論的解析を行った結果からは、水素分子のパラジウム微粒子表面における表面解離吸着反応が、反応律速となっていることが示された。
永田 晋二*; 井上 愛知; 山本 春也; 土屋 文*; 高野 勝昌; 藤 健太郎*; 四竈 樹男*
Journal of Alloys and Compounds, 446-447, p.558 - 561, 2007/10
被引用回数：23 パーセンタイル：70.91(Chemistry, Physical)触媒金属を表面に担持した酸化タングステン膜は、水素と反応することにより着色することが知られている(ガスクロミック現象)。しかしながら、水素によるガスクロミック着色の詳細なメカニズムは、未だに明らかになっていない。本研究では、ガスクロミック着色のメカニズムを解明することを目的に、種々の組成の酸化タングステン膜を作製し、酸化タングステン膜中の水素の挙動と着色現象の関係について調べた。反応性スパッター法により成膜中の酸素分圧を制御し、O/W原子数比を2.5
3.0まで変化させた酸化タングステン膜を作製した。薄膜試料中の水素は、ヘリウムイオンビームを用いた反跳粒子検出法により評価した。実験の結果、O/W原子数比が3.0近傍の酸化タングステン膜が最も良い着色性能を示した。さらに、水素に曝して着色させると薄膜中の水素濃度が2割程度増加することが確認できた。これより、この着色がタングステンブロンズ(HWO
)の形成と関連していることがわかった。
大村 彩子; 町田 晃彦; 綿貫 徹; 青木 勝敏; 中野 智志*; 竹村 謙一*
Journal of Alloys and Compounds, 446-447, p.598 - 602, 2007/10
被引用回数：21 パーセンタイル：68.75(Chemistry, Physical)Scは同属のLa, Yと同様に水素化物を形成することが知られており、2水素化物(ScH)及び3水素化物(ScH)は過去に高温・高水素圧下で生成されている。ScHは蛍石型構造をとり金属状態であることが広く知られているが、ScHは大気圧下で不安定なため母体金属の構造以外はほとんど報告がなかった。そこで、われわれは高圧発生装置ダイヤモンドアンビルセルを用いて、高密度の流体水素とScを直接反応させて室温・高圧力下で水素化物を合成し、高圧力下でのSc水素化物のX線回折及び赤外分光を行った。合成したSc水素化物を加圧すると、ScHの形成を経て、圧力5GPa付近でScHが現れた。さらに加圧すると25GPa付近から約20GPaの広い圧力領域で回折パターンは連続的に変化し、45GPaでfccで指数付けできる回折パターンに落ち着いた。
知見 康弘; 足立 耕一*; 岩瀬 彰宏; 石川 法人; 山川 浩二*
Journal of Alloys and Compounds, 330-332(1-2), p.187 - 190, 2002/01
被引用回数：3 パーセンタイル：28.89(Chemistry, Physical)Pd-H中の水素原子が、高エネルギーイオン照射によって不規則化する過程、及び、昇温による規則化過程を測定し、試料急冷、電子線照射の実験と比較することにより、水素の不規則化における高密度電子励起の効果を議論する。
山本 春也; Goppelt-Langer, P.*; 楢本 洋; 青木 康; 竹下 英文
Journal of Alloys and Compounds, 231, p.310 - 314, 1995/00
被引用回数：8 パーセンタイル：54.34(Chemistry, Physical)本研究では、
N核反応法及び
Oを用いた反跳粒子検出法を用いて金属多層膜中の水素分布を高い深さ分解能(~100
で測定を行った。試料は、MBE蒸着法によりMgO、AlO基板上に成膜したNb及びCu多層膜(100
に種々の条件で水素を導入したものを用いた。結果、Cu膜中にはほとんど水素は存在せず、Nb層中に局在し、しかも、水素濃度がNbの膜厚が薄くなるにしたがい減少していくことが明らかになった。また、水素を高濃度及び低濃度に導入した試料においても、同様な傾向があることがわかった。発表では、本分析手法の詳細を加えて報告を行う。
D crystals山口 貞衛*; 高広 克己*; 藤野 豐*; 楢本 洋; 小沢 国夫*
Journal of Alloys and Compounds, 231, p.132 - 137, 1995/00
被引用回数：4 パーセンタイル：41.36(Chemistry, Physical)VD単結晶中のD原子の結晶学的占有位置を、D(
He,p)
He核反応とチャネリングを組合せたイオンビーム解析法により調べた。特に温度をパラメータにした実験から、406K以上の
相では四面体格子位置を、406K以下の
相では八面体格子位置を占有することを明らかにした。八面体格子位置に関しては、軸及び面チャネリング実験からチャネリング臨界角を求めて平均密度分布を求めた結果、[100]方向ではかなり広がった分布を持つことを明らかにした。これらの成果について、上記国際会議で報告する。
石山 新太郎; 宇賀地 弘和; 衛藤 基邦
Journal of Alloys and Compounds, 231, p.895 - 897, 1995/00
被引用回数：1 パーセンタイル：22.67(Chemistry, Physical)利用温度500~1200
Cを得ることのできる化学ヒートポンプを設計するために必要な水素吸蔵合金(MH)の探査を行った。高融点MHとして、Ca系、Ti系合金が考えられるが高温における水素の吸蔵放出の行える合金を開発するため、本研究では組成の異なるCa/Mg、Ca/Ni系及びTi/Cu、Ti/Cr系合金間化合物を試作し、高温における水素吸蔵放出特性評価を行った。その結果500~1200CでTi/Cu、Ti/Crが,500~300CでCa/Mg系化合物がヒートポンプの高温用及び低温用MH材として利用できることが明らかとなった。
齋藤 寛之; 遠藤 成輝; 町田 晃彦; 片山 芳則; 青木 勝敏
no journal, ,
Aluminum-based alloy hydrides have been explored to realize lightweight hydrogen storage materials. Iosob et al. have reported an attempt to substitute Mg for Al in AlH by ball milling a mixture of (1-x)AlH/xMgH to control thermodynamic stability of AlH. Other groups have reported aluminum-alloy hydrides with different crystal structures from AlH. These hydrides have been synthesized near ambient pressure. Novel aluminum-alloy hydrides are expected to be prepared at high pressures and high temperatures in which conditions passivated aluminum can react with hydrogen fluid. In the present study, hydrogenation reactions of aluminum-based alloys were investigated under high pressure.
by hydrogenation of the metal at high pressure and temerature齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則; 青木 勝敏
no journal, ,
AlH is a metal hydride with the largest hydrogen content (10.1 mass%) and therefore a promissing candidate for hydrogen strage material. AlH has been synthesized by desolvation reaction after the chemical reaction between LiAlH
and AlCl in ether. Highly pure AlH has not been obtained by such chemical reactions producing undesired by products. Direct synthesis from the elments has rarely been attempted. The oxide layer fully prevent hydrogenation and hence bulk alminum perfectly free from oxidation is required for the reaction. We attempted to synthesize AlH by hydrogenation of Al metal at high pressures and temperatures.
at high pressure町田 晃彦; 綿貫 徹; 青木 勝敏
no journal, ,
イットリウム2水素化物YHの高圧力下における構造変化を詳細に調べるため、放射光X線回折実験を行い結晶構造の圧力特性を調べた。YHでは水素原子は金属原子の作る四面体サイトをすべて占有しており、八面体サイトは非占有であるため、それに起因した高圧力下における構造・物性が出現すると期待される。高圧下粉末X線回折実験はSPring-8のBL22XUに設置されているDAC用回折計を用いて行った。試料は単結晶的なものを使用し、圧力媒体には静水圧性に優れるヘリウムを使用した。およそ35GPaまでは単相の面心立方格子であるが、およそ36GPaで18%ほどユニットセル体積が小さい第2相の出現を観測した。第2相の格子定数は母体物質であるイットリウム金属より大きいため、水素は完全に抜けていないと推測される。この観測された相分離は、水素濃度の異なる2つの状態への分解であると考えられる。この分解反応のメカニズムについてX線回折のデータをもとに議論する。
齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則; 青木 勝敏
no journal, ,
The hydrogenation reaction yield was estimated by recovery experiments at several hydrogenation conditions to clarify its kinetics. High-pressure experiments were performed using a cubic-anvil-type high-pressure apparatus. A pure aluminum samples were immersed in hydrogen fluid to form its hydride under high pressure and high temperature. After the high-pressure and high-temperature treatment, the samples were recovered at ambient conditions and were analyzed by optical microscope. The hydrogenation reaction yields were roughly estimated from the area ratio of AlH to the entire sample that appeared on optical micrograph.
Cr
Ti
) using synchrotron radiation photoelectron spectroscopy戸出 真由美; Harries, J.; 寺岡 有殿; 吉越 章隆
no journal, ,
水素の脱離温度特性と表面皮膜の関連を研究するために、熱処理による表面皮膜の変性過程を高分解能軟X線放射光光電子分光法で観測した。実験はSPring-8の原子力機構専用軟X線ビームライン(BL23SU)に設置した表面反応分析装置(SUREAC2000)を用いて行った。試料は373Kから1073Kでフラッシュアニール後に室温で測定を行った。自然酸化膜付きのVCrTiと、自然酸化膜上から重水素イオンを注入したVCrTiのSR-XPS測定を行った。重水素化したTiFeは酸化膜が変質し始める温度が200Cから250C下がった。重水素化したVCrTiは自然酸化膜の熱変性温度が上昇した。
町田 晃彦
no journal, ,
放射光は水素化,脱水素化に伴う構造,電子状態の研究に適している。水素と金属との結合状態又は相互作用の理解に高圧下での研究と組合せることは有効である。格子の圧縮によって高密度状態を実現したときに、水素と金属の結合状態が変化することによって引き起こされる現象の観測から相互作用に関する知見が得られる。また、高水素圧力下では、水素の反応性が増大し、新奇の水素化物合成も期待される。放射光を利用した高圧下における構造,電子状態の変化について最近の成果を紹介する。
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; 森本 亮*; 青根 茂雄*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
パラジウム(Pd)にイオン照射を行い欠陥を導入することで、表面改質が生じ、水素吸蔵能力が向上することを見いだした。さらに、表面状態の理解のために仕事関数測定を行った。イオン照射はCrイオンを用い、エネルギー350keV,ドーズ量10
-10
cm
の範囲で行った。水素吸蔵初期反応速度を調べたところ、照射により未照射に比べ、最大で5倍吸蔵初期反応が早まることが判明した。その際の仕事関数の変化を求めたところ未照射Pdを基準として、負方向に約0.11eVシフトすることが見いだされた。ドーズ量の増加によりこの値はさらに負側にシフトした。仕事関数値が負側にシフトすることは、実験装置内の水溶液中での電子交換が容易になることを意味し、このことにより水素原子が取り込みやすくなり、結果として吸蔵初期反応が向上したと推測される。
observation of hydrogenation of a CsCl-type TiFe alloy at high pressure and high temperature遠藤 成輝; 齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則
no journal, ,
A TiFe alloy with a CsCl-type structure which has many interstitial sites in its metal lattice has been investigated due to the favorable hydrogenation/dehydrogenation properties. There still are a lot of vacant interstitial sites in the metal lattice after hydrogenation near ambient conditions. It has not been clear whether hydrogen can occupy these vacant sites and the amount of hydrogen can be increased by hydrogenation under gigapascal high pressure. Thus, we have tried to increase the amount of hydrogen in the TiFe alloy by the direct reaction between the alloy and hydrogen fluid at high pressure and high temperature. As a result, the TiFe alloy was formed new cubic-type hydride before disproportionation reaction. The maximum volume expansion of new hydride was up to 21%, which was larger than that of the 
-phase hydride (18%; H/M = 0.95) prepared near ambient conditions. It was suggested that the amount of hydrogen in the cubic-type hydride exceeded H/M = 1.
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。
CuH
齋藤 寛之; 高木 成幸*; 遠藤 成輝*; 町田 晃彦; 青木 勝敏; 折茂 慎一*; 片山 芳則
no journal, ,
Aluminum-based interstitial hydride has not been reported so far, whereas complex aluminum hydrides have been synthesized and investigated. In the present study, we demonstrate the formation of AlCuH interstitial hydride by a hydrogenation reaction of AlCu alloy under high pressure and high temperature.
