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反跳粒子検出法を用いた水素酸素燃料電池中の過渡的捕捉水素濃度の評価法の確立

反冲粒子检测法建立氢氧燃料电池瞬态捕获氢浓度评估方法

基本信息

批准号：
15760516
负责人：
土屋文
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

水素吸蔵合金を用いた小型水素酸素燃料電池の開発において、水素吸蔵合金から固体電解質として使用されるプロトン導電性酸化物への水素の輸率および移動速度が極めて重要なパラメータとなる。本研究では、酸化物層で覆われたチタン水素化物を作成し、2.8MeV He^<2+>イオンビームを用いた反跳粒子検出(ERD)法によって、チタン水素化物のバルクから最表面に形成された酸化物層への水素移動について調べた。ジーベルト水素吸収装置を用いて、寸法10φ×1.0t mm^3、面心立方晶(δ相)のTiH_<1.95>およびTiD_<1.96>試料を水素ガス圧力と温度を調節することにより作製した。これらの試料表面には約10nmの酸化物(TiO,TiO_2)層が形成されていることがCAICISSおよびXPSを用いて確認された。423Kから488Kまでの範囲において等温加熱実験を行い、各加熱時間後に試料中に捕捉された水素濃度をERD法により測定した。各加熱時間後のTiH_<1.95>およびTiD_<1.96>試料表面の水素濃度分布から、水素濃度は加熱時間の増加と共に減少し、50nm以下の最表面付近の水素濃度は200nm以上のバルク中の水素濃度より低いことがわかった。この深さに対する水素濃度勾配について、水素移動に関与する拡散、捕獲および脱捕獲を考慮した質量平衡方程式を用いて解析し、バルクから酸化物表面への水素のみかけの拡散係数および水素化物-酸化物層界面における水素の脱離係数を求めた。TiD_<1.96>試料におけるこれらの係数はTiH_<1.95>試料における係数よりも低く、同位体効果が観測された。また、みかけの拡散係数および脱離係数の活性化エネルギーはそれぞれ0.54±0.10および1.20±0.02eVと決定された。これらの値はそれぞれ4面体位置のトラップサイトおよび水素化物-酸化物層界面のポテンシャルエネルギーに対応すると考えられる。

Water-absorbing alloys are used in small water-absorbing acid fuel cells, water-absorbing alloys are used in solid state solutions, and water-absorbing alloys are used in small-sized water-absorbing alloy fuel cells. Water absorption alloys are used in small-scale water-absorbing alloy fuel cells. In this study, the acidified material was coated with water, and 2.8MeV he ^ & lt;2+> was tested by rebound particle extraction (ERD) method. The highest surface area was formed by acid treatment. The water absorption device is equipped with 10 φ × 1.0t mm ^ 3 inch method, face-centered cubic crystal (δ phase), TiH_<1.95>, TID _ & lt;1.96>, water, temperature, temperature and temperature. On the surface of the material, the 10nm acid compound (TiO,TiO_2) is formed. The material is CAICISS and the XPS is confirmed. In the temperature range of 423K and 488K, isothermal heating temperature was applied to the temperature range of 423K, and the temperature was measured by ERD method. After each addition time, the moisture content distribution on the surface of TiH_<1.95> temperature tid _ & lt;1.96> is different, the moisture content in the temperature range below 50nm is lower than that on the surface of 200nm, and the temperature below 200nm is lower than that on the surface. In this paper, the temperature distribution of water, the transfer of water and the dispersion of water, the equation of balance of water and water on the surface of acidified products are analyzed, and the data of the interface between water compounds and acidified compounds are calculated. The TiD_<1.96> material is low, the TiH_<1.95> material is low, and the temperature is low. The number of detachments, the number of detachments, the number of active particles, the number of isolates, the number of isolates, the number of dissociations, the number of detachments, the number of dissociations, the number of detachments, the number of dissociations, the number of dissociations, The position of the tetrahedron, the position of the tetrahedron, the hydrated-acidified interface, the hydrate-acidified interface, the hydrate-acid interface, the tetrahedron position, the hydration-acidizing interface.