Local structural changes in V-Ti-Cr alloy hydrides with hydrogen absorption/desorption cycling

池田 一貴*; 佐次田 頌*; 大友 季哉*; 大下 英敏*; 本田 孝志*; 羽合 孝文*; 齋藤 開*; 伊藤 晋一*; 横尾 哲也*; 榊 浩司*; et al.

International Journal of Hydrogen Energy, 51(Part A), p.79 - 87, 2024/01

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.10.318

Low-vanadium-concentration alloys have low durability, and their hydrogen absorption and desorption amounts decrease by 20% after 100 cycles. In this study, we conducted reverse Monte Carlo modeling on X-ray diffraction patterns and neutron pair distribution functions of the hydrogen-absorbed and desorbed samples of a VTiCr alloy to analyze the variations in the local structure. The local structure surrounding the hydrogen atom in the hydrogen-absorbed phase exhibited minimal changes. In contrast, hydrogen occupied both tetrahedral and octahedral sites of the hydrogen-desorbed phase almost equally during the early cycles; however, the amount of hydrogen occupying the tetrahedral sites increased with the number of cycles.

Surface modification effects on hydrogen absorption property of a hydrogen storage alloy by short pulse laser irradiation

阿部 浩之; 下村 拓也; 徳平 真之介*; 島田 幸洋*; 竹仲 佑介*; 古山 雄太*; 西村 昭彦; 内田 裕久*; 大道 博行; 大島 武

Proceedings of 7th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2015) (Internet), 4 Pages, 2015/08

短パルスレーザー(ナノ秒,フェムト秒)を水素吸蔵合金表面層に照射し、水素吸蔵能向上を目指す表面改質実験を行った。レーザー条件をパルス幅100fsec、エネルギー0.2-3.4mJ/pulseとして、水素吸蔵合金LaNiAl合金に照射することで表面の局所構造を変化させ、この吸蔵合金の初期水素吸蔵反応とレーザー照射との相関について調べた。その結果、フルエンスで2.0mJ/cm付近でのレーザー照射したサンプルは未照射サンプルに比べ、1.5-3.0倍水素吸蔵初期反応速度が速くなり水素吸蔵能が向上することを見いだした。これによりレーザー照射は水素吸蔵材料の表面改質に有効であると結論づけられる。

中性子ラジオグラフィーを用いた水素吸蔵合金中水素の定量と拡散挙動の解明

坂口 裕樹*; 畠山 恵介*; 佐竹 祐一*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 神田 啓治*; 松林 政仁; 江坂 享男*

可視化情報学会誌, 20(suppl.1), p.373 - 374, 2000/07

MgNi等の水素吸蔵合金中の微量・低濃度水素を少量の試料により非破壊かつ高精度に定量する手法確立を目的として、中性子ラジオグラフィの応用を試みた。フィルム法による撮影は京都大学炉の冷中性子ラジオグラフィ装置を用いて行い、中性子コンピュータトモグラフィによる断層撮影はJRR-3熱中性子ラジオグラフィ装置を用いて行った。その結果、フィルム法による測定から水素固溶領域と水素化物生成領域のそれぞれで、黒化度と水素濃度との間にほぼ直線関係があることがわかり、MgNi中の微量・低濃度水素を高精度に定量できることが示された。また断層像から、水素化処理を施したMgNi塊状直方体試料について、水素は直方体試料の各面の表面から一様に侵入していくことが確認された。

レビュー「常温核融合」

「常温核融合」検討グループ

JAERI-Review 95-003, 90 Pages, 1995/03

JAERI-Review-95-003.pdf:3.47MB

いわゆる「常温核融合」に原研として否定的見解を示して以降、現時点までに大きく次の4つの動きがあった。即ち、(1)通産省が新水素エネルギー実証研究プロジェクトとして「常温核融合」研究を開始。(2)第3回常温核融合国際会議において「常温核融合」を再確認する結果が報告され、これに対して「発生した発熱は水素吸蔵合金の溶解熱で説明出来る可能性が高い」とする反論が出された。(3)「固体中の多体反応の可能性」を加速器を使用した実験で示された。(4)新しい概念や実験で核融合反応を実現する方法の提案が出て来た。これらを受けて本稿では、以下の作業結果を報告する。(1)総合的な理論面での考察。(2)(1)の概要、及び電解法による過剰熱発生の可能性の検討。(3)特に上記(2)と(3)については核融合の証拠と断定出来るか否かの検討。(4)核融合を簡便に実現する方法の提案と可能性の検討。

Hexagonal ZrNiAl alloy and its hydride (deuteride) with the FeP-type structure

吉田 誠人*; 秋葉 悦男*; 下条 豊; 森井 幸生; 泉 富士夫*

Journal of Alloys and Compounds, 231(1-2), p.755 - 759, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0925-8388(95)01713-5

ZrNiAlはFeP構造を持つ合金であるが、水素を吸蔵することができる。FeP構造を持つ合金の水素吸蔵は他に1例報告されているのみなので、重水化物を合成し、中性子回折法による結晶構造解析を行った。水素は、Zrが3個、Niが2個からなる5配位のサイトを占めることが判明した。また水素吸蔵に伴い、結晶格子が異方的に膨張することが観測され、この原因は、親和性の高いZrと水素の間の距離がせばまるのに対してNiと水素の距離は延びたためであると説明した。

The performance of high temperature chemical heat pump system with metal hydride reaction

石山 新太郎; 宇賀地 弘和; 衛藤 基邦

Proc., Int. Hydrogen and Clean Energy Symp. ; IHCE 95, p.337 - 340, 1995/00

原研で開発中の500Cの熱エネルギーを1000C以上に熱増幅するとともにシステム内に多量の水素エネルギーを貯蔵できる高温化学ヒートポンプの設計・製作には、主に高温で水素化反応する要素の試験を行い、データベースの構築を行わなければならない。本研究では、500~1000Cまで水素化反応を生じるTi/Cr系水素吸蔵合金を約3kg程度用いて水素ガスと反応させるとともにこの際発生する熱エネルギーをHeガスにより系外に1000C以上の高温熱エネルギーとして取出すためのヒートポンプ要素試験装置を製作し、その性能試験を実施したのでその成果を発表する。この装置により、最高出口温度(1000C)の測定及びエネルギー効率の評価を主に行う。