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Investigation of safety operation condition of hydrogen storage system using metal hydride focused on agglomeration

以团聚为重点的金属氢化物储氢系统安全运行状况调查

基本信息

批准号：
22K14449
负责人：
奥村真彦
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Sendai National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14449/
关键词：
水素吸蔵合金粉体凝集水素貯蔵 CT ナノインデンテーション

项目摘要

可逆的に水素と結合可能な水素吸蔵合金を用いると、高体積密度に水素を貯蔵する水素貯蔵装置が実現できる。しかしながら、合金は蓄えた水素の量に比例して膨張し、その容器の変形を招く。容器の変形は水素の漏出にもつながりうるため、合金を用いた貯蔵システムを構築する場合は、合金粒子群が個々の膨張を経て容器に力を及ぼすまでのプロセスを理解し、その理解に基づく対策を講じることが必須である。既往の研究において、強い力を受けた容器の内部では合金粒子が凝集した塊が確認されるとの報告がある。このことから、申請者は充填層が容器に及ぼす力に対しこの凝集した塊の形成が影響を及ぼすものと考えている。そこで、初年度となる令和４年度の１年間は、合金粒子が凝集に至る条件について検討した。具体的には、ふるい分けによって粒度を揃えたLaNi(5)の粒子群について、未反応のものと水素を3～10回程度繰り返し吸蔵放出させたものを試料とし、それらを圧縮成型用の治具および万能試験機を用いて単軸圧縮し、被圧縮挙動と得られた成型体の様子から、合金粒子群の凝集特性を検討した。この結果、圧縮操作を受ける時点での粒径が同程度であっても、吸蔵放出を繰り返した回数が多い試料ほどより低い圧力で成形されることがわかった。また、合金粒子の被圧縮特性は合金粒子そのものの機械的特性に影響を受けるものと考え、合金粒子のようにミクロンオーダーの粒径を対象とした機械的特性の評価に適しているナノインデンテーション試験によって、合金粒子の機械的特性を評価した。同試験によって評価した未反応の試料の機械的特性は既往の研究と整合するものであり、同試験の適用可能性を確認できた。また、未反応の試料と比較して、水素吸蔵放出操作後の試料はより低い弾性係数およびナノインデンテーション硬さを示した。

Reversible hydrogen and hydrogen binding are possible, and the use of hydrogen absorbing alloys and high volume density hydrogen storage devices are now available.しかしながら, alloy は stagnant えた water element の quantity に ratio して expansion し, その container の変 shape を move く. The shape of the container, the leakage of water, the storage of alloy, the construction of alloy particles, and the use of alloy particles 々の expands the を経て container に力を和ぼすまでのプロセスをunderstands し, そのUnderstands the base づく対泽を说じることがmust である. Previous research has been carried out, strong power has been received, and the alloy particles inside the container have been agglomerated, and the alloy particles have been confirmed and reported.このことから, applicant は filling layer が container に and ぼす力に対しこの agglomeration した block の formation が influence を and ぼすものと考えている.そこで、The first year of となるorder and the 4th year of 1 year は、Alloy particles がaggregation に to るconditions について検した. Specific particle size, particle size, LaNi(5) particle group, etc.いて, Unreflected のものと水素を 3~10 times of degree 粲り回しsorb and release させたものを test Materials, jig for compression molding, universal testing machine, single axis compression molding, The molded body is moved by the pressure and the agglomeration characteristics of the alloy particle group are obtained. The results of the compression operation, the timing of the compression operation, the same degree of particle size, and the suction and release of the particles The number of times of return is high, and the sample is low and the pressure is low. The shape is high.また、The compression characteristics of alloy particles はThe mechanical properties of alloy particles そのものの are affected by けるものと卡え、Alloy particles のようにミクロンオーダーParticle sizeンテーション test 験によって, mechanical properties of alloy particles を価した. The characteristics of the machine that have not been tested in the same test are evaluated, past research is integrated, and the applicability of the test is confirmed.また、Sample without reaction and comparison して、Sample after hydrogen absorption and release operationよりlow elasticity coefficient およびナノインデンテーションhard さをshows した.