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水素ー金属系に対する磁場効果

磁场对氢金属系统的影响

基本信息

批准号：
04242209
负责人：
山口益弘
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04242209/
关键词：
磁場効果平衡電位水素化物電極

项目摘要

1.金属-水素系のギブス自由エネルギー変化の電気化学的表現、ΔGec=-nFΔEおよび、磁気自由エネルギー変化がΔGmag=-2HΔMsで示されることから、平衡状態(ΔG=ΔGec+ΔGmag=0)では磁場によって平衡電位が(1)式にしたがうように変化することを導いた。ここで、Hは磁場強度[T]、F(=96485C/mol)はファラデーΔE=-HΔMs/F定数、ΔMsは電極の水素化物が水素原子1molを解離することにともなう磁化の変化であり、強磁性金属水素化物では正から負の広い範囲に渡る値をとる。2.LaCo_5H_X、LaNi_5H_X、LaNi_4A1H_Xで電極を作製し、30wt%KOH電解液中で平衡電位に及ぼす磁場の影響を測定した。15Tまでの静磁場をパルス状に印加したところLaCo_5H_X電極については電位に磁場効果があらわれたが、LaNi_5H_XとLaNi_4A1H_X電極についてはあらわれなかった。これはLaNi_5H_XとLaNi_4A1H_Xがともに非磁性物質(ΔMs=0)であるため、電位に対して磁場が影響しなかった。LaNi_5H_Xの電位は全水素組成範囲においてΔMs>0であるので、理論通り、磁場によって卑側に変化した。室温でα+β領域のLaNi_5H_XのΔMsは8.7JT^<-1>mol^<-1>であるから、ΔMsの磁場依存性は、(1)式より電位変化ΔEは磁場強度Hに比例し、その勾配は-90μV/Tが得られる。観測されたΔEは磁場の印加方向に依存せず、±10Tで-1.0mVと、理論値-0.9mVとよい一致を示した。ΔEは10Tまで磁場強度と比例関係があったが、これ以上15Tまではその傾きが大きくなる傾向を示した。これは主にβ相水素化物の磁気モーメントが超強磁場中で増加し、ΔMsの絶対値が増加したためと考えられる。

1. The electrochemical behavior of the metal-water system, ΔGec=-nFΔE, magnetic free generation, ΔGmag=-2H Ms, equilibrium state (ΔG=ΔGec+ΔGmag=0), equilibrium potential (1), and magnetic field. H = magnetic field strength [T], F(=96485C/mol)= ΔE=-HΔMs/F = ΔMs = 1mol of electrode hydrate = 1mol of water atom = 1mol of electrode hydrate = 1mol of electrode hydrate 2. LaCo_5H_X, LaNi_5H_X and LaNi_4A1H_X electrodes were fabricated. The equilibrium potential and the influence of magnetic field in 30wt% KOH electrolyte were measured. LaNi_5H_X and LaNi_4A1H_X electrodes are used for the static magnetic field effect. LaNi_5H_X and LaNi_4A1H_X are non-magnetic substances (ΔMs=0). LaNi_5H_X electric potential is changed from total element composition to theoretical conduction and magnetic field.ΔMs of LaNi_5H_X in α+β domain at room temperature is 8.7 JT ^<-1>mol^<-1>, ΔMs magnetic field dependence is obtained by equation (1), ΔE potential change, ΔE magnetic field strength H ratio is obtained by equation (2), Δ M =-90 V/T. The measured ΔE depends on the direction of the magnetic field, ±10T is-1.0 mV, and the theoretical value is-0.9 mV. The proportional relationship between ΔE and magnetic field strength is shown above 15T. The magnetic properties of β-phase hydrates increase in the presence of strong magnetic fields, and the dielectric properties of ΔMs increase in the presence of strong magnetic fields.