AB_2/AB_5ブロック積層型超格子構造における水素吸蔵特性および局所構造に関する研究

AB_2/AB_5块状堆叠超晶格结构储氢特性及局域结构研究

• 批准号: 09J07247
• 负责人: 石川 亮
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J07247/
• 关键词: 水素吸蔵合金; ブロック積層型超格子構造; 走査透過型電子顕微鏡(STEM); 電子エネルギー損失分光(EELS); 原子分解能顕微鏡法; 電子損失分光(EELS)

新規水素吸蔵合金として近年La-Ni系超格子化合物が注目されている.この化合物は大きな水素吸蔵量を示すAB_5およびLaves相(AB_2)が単位胞スケールで積層する構造を有している.この合金系の吸蔵特性の大幅な改善には,水素吸蔵-放出に伴う原子レベルでの局所構造変化の理解が特に重要である.本研究では,Laサイトの一部を置換した(La,Y)_5Ni_<19>化合物の水素吸蔵特性評価(PCT測定)および水素吸蔵-放出に伴う構造変化を走査透過型電子顕微鏡(STEM)により観察を行った.初期過程において水素はLaves層部分のみで水素吸蔵が行われており,その際にLaves層部分の一部のNiが分解する不均化反応が引き起こされ安定な水素化物((Y,La)H_3)を形成することが原子分解能STEM観察により明らかとなった.したがって,水素の可逆的な吸蔵-放出はAB_5層部分のみが担っており,Laves層部分の改善が有効であることが示唆される.そこで,ドープ元素として原子半径の小さなErによる水素吸蔵特性の改善を試みた.新たな化合物として(La,Er)_5Ni_<19>をおよび(La,Sc)5Ni_<19>作製しPCT測定による評価を行ったところ,可逆的な水素吸蔵量が0.5H/Mから1.0H/M(H/M:金属原子(M)に対する水素原子の数)へと飛躍的な改善が見られた.またSTEMによる観察を通してErおよびScがLaves層部分に規則化していることが明らかとなった.このような局所領域への規則化は電子エネルギー損失分光(EELS)でも確認することができており、添加元素を選択することで水素吸蔵特性を制御できることが明らかとなった.

New rules of water element absorption 蔵 alloy と し て in La - Ni superlattices compound が attention さ れ て い る. こ の compound は big き な 蔵 uptake water element を shown す AB_5 お よ び Laves phase (AB_2) が 単 a cell ス ケ ー ル で す product layer る a し を construction て い る. こ の alloy system の 蔵 absorption features の な significantly improve に は, suction 蔵 - release water element に companion Youdaoplaceholder0 atoms レベ で で で <s:1> local structural variations <e:1> understanding が is particularly に important である. This study で は, La サ イ ト の a を replacement し た (La, Y) _5Ni_ の water element < > 19 compounds 蔵 absorption characteristics evaluation 価 (PCT) お よ び suction 蔵 - release water element に with う structure - the を walkthrough type through electronic 顕 micro mirror (STEM) に よ り 観 examine を line っ た. Initial process に お い て water element は Laves layer part の み で water element 蔵 absorption line が わ れ て お り, そ の interstate に Laves layer part の a の Ni が decomposition す る uneven turn against 応 が lead き up こ さ れ settle な water element compound ((Y, La) H_3) を form す る こ と が atomic decomposition can STEM 観 examine に よ り Ming ら か と な っ た. し た が っ て, water element の reversible な 蔵 absorption - calls forth は AB_5 layer part の み が bear っ て お り, Laves part layer の improvement が have sharper で あ る こ と が in stopping さ れ る. そ こ で, ド ー プ element と し て atomic radius small の さ な Er に よ る water element 蔵 absorption features の improve を try み た. New た な compound と し て (La, Er) _5Ni_ < > 19 を お よ び 5 ni_ (La, Sc) < > 19 cropping し PCT measurement に よ る review 価 を line っ た と こ ろ, reversible な 蔵 uptake water element が 0.5 H/M か ら 1.0 H/M (H/M: metal atoms (M) に す seaborne water element atoms の る) へ と leap な improvement See が ら れ た. ま た STEM に よ る 観 examine を tong し て Er お よ び Sc が Laves layer part に regularization し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. こ の よ う な bureau field へ の regularization は electronic エ ネ ル ギ ー loss (EELS) spectroscopic で も confirm す る こ と が で き て お り, add elements を sentaku す る こ と で 蔵 absorption water element Sex を control で る る とが とが Ming ら とが となった となった.

项目成果

(La1-xREx)5Ni19(RE=Sc,Er)超格子化合物の水素吸蔵特性と局所構造解析

(La1-xREx)5Ni19(RE=Sc,Er)超晶格化合物的储氢性能及局域结构分析

• 发表时间: 2010
• 作者: 石川亮;阿部英司
• 通讯作者: 阿部英司

Hydrogen storage properties and local structures of (La,RE)_5Ni_<19> compounds with block-stacking superstructures

具有块状堆积超结构的(La,RE)_5Ni_<19>化合物的储氢性能和局部结构

• 发表时间: 2009
• 作者: R.Ishikawa;E.Abe
• 通讯作者: E.Abe

Direct Imaging of Interstitials in (La_<0.6>Er_<0.4>)_5Ni_<19> Complex Compound

(La_<0.6>Er_<0.4>)_5Ni_<19> 络合物中间隙原子的直接成像

• 发表时间: 2011
• 期刊: Microscopy and Microanalysis
• 影响因子: 2.8
• 作者: R.Ishikawa;E.Abe
• 通讯作者: E.Abe

(La0.6Er0.4)5Ni19複雑化合物における格子間原子の直接観察

(La0.6Er0.4)5Ni19 配合物中间隙原子的直接观察

• 发表时间: 2010
• 作者: 石川亮;阿部英司
• 通讯作者: 阿部英司

Direct imaging of interstitials in (La, Er)5Ni19 complex compound

(La, Er)5Ni19 络合物中间隙原子的直接成像

• 发表时间: 2010
• 作者: R.Ishikawa;E.Abe
• 通讯作者: E.Abe