Hydrogen absorption mechanism of aluminum-transition metal alloys from air

铝-过渡金属合金空气吸氢机理

• 批准号: 22H01821
• 负责人: 齋藤 寛之
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01821/
• 关键词: 水素吸蔵; スパッタ; アルミニウム合金; マグネトロンスパッタ; 放射光

申請者らは2020年にマグネトロンスパッタ法で作製したアルミニウム-鉄(Al-Fe)合金薄膜が、成膜後に大気中に取り出すだけで約1重量%の水素を吸蔵すること、さらには、吸蔵された水素が常圧下での加熱により水素ガスとして取り出せることを発見した。Al-Fe合金は従来の水素科学の知見からは水素吸蔵しない材料に分類される。本発見は水素吸蔵しないと考えられていた合金の薄膜が、大気から水素を取り込み吸蔵し放出することを示したものである。Al-遷移金属(TM)薄膜の水素吸蔵は、薄膜が特異な微細組織を有するアモルファル構造をとる場合にのみ実現する。本課題ではAl-FeをはじめとするAl-TM薄膜の水素吸蔵メカニズムの解明をめざす。具体的には、①大気から水素を取り込むメカニズム②薄膜中の水素の安定化機構③アモルファス構造と水素吸蔵能の関係を調べる。水素科学の定石を覆す成果となり、新規創エネルギーデバイスの実現、水素貯蔵の低コスト化につながると期待する。令和4年度には本研究に必要な超高真空チャンバーの立ち上げを主に実施した。目的とするAl-Fe合金薄膜が超高真空中で成膜可能であることを確認した。また、常圧水素吸蔵のポイントとなる微細構造を有していることもSEMおよびTEM観察により明らかにした。一方で、新たに導入した超高真空チャンバーで成膜した試料は、水素吸蔵量が少ないことも分かった。成膜条件がわずかに異なることによって微細構造が変化して、水素吸蔵量に影響を及ぼしている可能性が高いことが分かった。現在、成膜条件を最適化して水素吸蔵量の増加を図るとともに、どの様な微細構造の違いが水素吸蔵量に影響を及ぼしているのかを明らかにすることで、本研究課題の目的である常圧水素吸蔵メカニズムの解明につなげることを目指している。

For example, in 2020, the system was used to determine the temperature of the alloy film (Al-Fe). After the formation of the film, about 1% of the weight of water was obtained. Al-Fe alloy has come to the Water Science Institute to inform you that water absorption materials are classified into different categories. In this paper, you can see that the water absorption is very thin, the water absorption is very high, the water absorption is low, and the water absorption is very high. The Al- transfer metal (TM) thin film absorbs water, and the special microstructure of the film has the effect on the surface of the film. This problem is based on the water absorption of Al-TM film in Al-Fe system. The specific amount of water is extracted from the water content in the thin film. The water stabilizer is used to make the water absorption system. The results of water science have been reviewed, and the results of the new regulations have been improved. The results show that the water quality is low. It is necessary for Linghe to conduct this study in ultra-high vacuum. Objective it is possible to confirm the formation of Al-Fe alloy film in ultra-high vacuum. In general, the water absorption system is very sensitive to the production of microscopes. There is an indication of the accuracy of the SEM measurement system, the TEM monitoring system, and the detection of the data. On the one hand, the new material is added to the ultra-high vacuum system, the film is formed, and the water absorption capacity is low. The formation conditions of the film are as follows: the formation of the film, the effect of the amount of water absorption and the possibility of water absorption. At present, the film-forming conditions are optimized in terms of water absorption, water absorption and water absorption.

项目成果

High-pressure synthesis of aluminum-iron alloy hydride

氢化铝铁合金的高压合成

• 发表时间: 2022
• 作者: Reina Utsumi;Masahiro Morimoto;Hiroyuki Saitoh;Tetsu Watanuki;Toyoto Sato;Shigeyuki Takagi;Shin-ichi Orimo;Hiroyuki Saitoh
• 通讯作者: Hiroyuki Saitoh