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Hydrogen Storage Materials by the Nanoconfinement effects

纳米限域效应储氢材料

基本信息

批准号：
20K04186
负责人：
納冨充雄
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04186/
关键词：
水素貯蔵材料 Mg-Fe Graphite Grahene Mg系合金 Nanoconfinement Mg系積層薄膜

项目摘要

平成4年度は，昨年度のメカニカルアロイング（MA）によって製造されたMg-Fe系を発展させて，Mg-Feにグラフェン系炭素材料を化合することを検討した．Zhangらは，MgH2に5 wt.%のグラフェン（Gr）を添加することで，水素放出温度を383.9 ℃まで低減すると報告している．このGrと類似の分子構造を有する材料として，Grの単層あるいは数層に相当するグラフェン（GN）がある．Zhangらの別の研究では，MgH2に対して10 wt.%のGNを添加することで，単体でミリングされたMgH2と比較して，水素放出温度が100 ℃低減すると報告している．また，ShriniwasanらはGNによる水素放出温度の低減効果はC原子とMg原子との間における電子移動によるものであると報告している．しかし，GNの機械的及び電気的特性はその結晶性に大きく依存する一方で，GNは作製時に官能基やその他構造欠陥が導入されやすい．また，GNと比較して空乏欠陥や酸素含有官能基が多く存在する還元型酸化グラフェン（rGO）は，作製方法が単純かつ大量生産が可能であることから，近年rGOを添加した水素貯蔵材料の研究が報告されている．そこで，Gr，GN，rGOをMg-FeにMAすることにした．まず，構造欠陥のないGNを作製し，その後，Mg，Fe，グラフェン系炭素材料をボールミルで混合した水素貯蔵材料を作製し，グラフェン系炭素材料がMg-Feの水素貯蔵特性に及ぼす影響を評価する．これまでBottom-up的アプローチとしてMg薄膜を作製してきたが，その基板にはすべてポリイミド樹脂を使用してきた．ポリイミド樹脂は高分子材用の中では耐熱性が高く，水素透過係数も高いため最適な基板であったが，積層膜の性能向上のためには再検討が必要と考えた．そこで，各種高分子材料の水素透過係数を測定し比較した．

In 2004, the production of Mg-Fe-based carbon materials was investigated.Zhang, MgH2 5 wt.%. The temperature of water release is 383.9 ℃. The material with similar molecular structure of Gr is composed of MgH2, MgH2 and MgH3. The content of MgH2 is 10 wt %. In addition, the temperature of MgH2 in a single unit is lower than that in a single unit at 100 ℃. Shriniwasan, GN, Mg, Mg, Zn, Zn, The mechanical and electrical properties of GN depend largely on its crystallinity, while functional groups and other structures are not introduced into GN when it is manufactured. In recent years, the study on the addition of rGO to water storage materials has been reported.そこで，Gr，GN，rGOをMg-FeにMAすることにした. In the process of preparing Mg-Fe based carbon materials, Mg, Fe and Mg based carbon materials were mixed and their water storage properties were evaluated. This is a Bottom-up process. High heat resistance, high water transmission coefficient, excellent multilayer film performance, and excellent thermal stability. Determination of water permeability coefficient of various polymer materials.