リチウム吸蔵合金を用いた水素貯蔵材料の特性制御技術の確立

建立利用储锂合金控制储氢材料特性的技术

• 批准号: 11F01068
• 负责人: 市川 貴之
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01068/
• 关键词: 水素貯蔵材料; リチウムイオン電池; メカニカルアロイング

昨年度に引き続きリン(P)とスズ(Sn)に注目して研究を行ったが, Li-P合金は水素吸蔵能を示さなかった。続いてLi-Sn系では, Li-Si系やLi-Ge系と同様にボールミリング処理(メカニカルアロイング)によって, Li_<1.1>Snの生成を試みた。しかし, 生成した相は, Li_<1.25>Snであった。この試料を用いて, PC-isotherm測定を行ったところ, 明瞭な2種類の中間相が存在すると考えられるプラトーが確認された。詳細な解析の結果, Li_<17>Sn_4+3.5H_2↔0.8Li_<13>Sn_5+7LiH, 0.8Li_<13>Sn_5+7LiH+3H_2↔4LiSn+13LiH,の反応式で記述できる事が明らかとなり, Si, Geの場合と同様に, LiHと比較して水素分子1モル当たり約100kJ程度, 特に2段階目の反応は, 150kJ程度不安定化している事が明らかとなった。これらの結果は, リチウムイオンニ次電池の負極特性とよく整合することも明らかとなり, リチウムイオンニ次電池の開発において試みられてきた第三元素の添加によって生じる電気化学特性の変化から, 水素貯蔵材料の特性予測が可能であることを裏付ける結果と考えられる。以上の結果は, 8月に開催された国際会議において発表を行った。以上に加え, 類似の系として, Li-Si系材料のLiをカリウム(K)に置き換えた材料研究にもにも着手した。結果として, 新たな水素吸蔵放出の反応系として, 4mass%以上の水素量を示すKSiH_3の特性を詳細に調べた。空気に対して非常に活性の高いため, 表面が安定化して水素との反応性に乏しいが, 種々の方法で活性化処理が可能である事が明らかとなった。これについては, 水素エネルギー協会大会にて発表を行い, 本系は4mass%以上の水素を150℃以下で吸蔵放出可能な系として注目を集めた。

Yesterday's annual に lead き 続 き リ ン (P) と ス ズ (Sn) に attention し を line っ て research た が, Li - P alloy は water element aspiration can 蔵 を さ な か っ た. 続 い て Li - Sn series で は, Li - department of Si や Li - department of Ge と with others に ボ ー ル ミ リ ン グ 処 principle (メ カ ニ カ ル ア ロ イ ン グ) に よ っ て, Li_ < 1.1 > Sn の generated を try み た. <s:1> であった, generate た phase た, Li_<1.25>Snであった. こ の sample を with い て, PC - determination of isotherm line を っ た と こ ろ, clear な 2 types の mesophase が す る と exam え ら れ る プ ラ ト ー が confirm さ れ た. Detailed analytical の な results, Li_ < 17 > Sn_4 H_2 + 3.5 0.8 Li_ ↔ < 13 > Sn_5 + 7 lih, 0.8 Li_ < 13 > Sn_5 + 7 + 3 H_2 lih ↔ 4 lisn + 13 lih, counter 応 の で account で き る matter が Ming ら か と な り, Si, Ge と の occasions with others に, LiH と compare し て water molecule 1 モ ル when た り about 100 kj, に 2 paragraph order item の anti 応 は, 150 kj degree not stabilization し て い る matter が Ming ら か と な っ た. こ れ ら の results は リ チ ウ ム イ オ ン ニ battery anode properties と の よ く integration す る こ と も Ming ら か と な り, リ チ ウ ム イ オ ン ニ battery の open 発 に お い て try み ら れ て き た の third element to add に よ っ て raw じ る electric 気 chemical properties の variations change か ら, The <s:1> property pretest of hydrogen storage materials が may である とを とを give ける results と test えられる. The above <s:1> results された will be held in August at に, an された international conference にお て て will be held, and the schedule will be を and った. Above に え, similar の is と し て, Li - Si materials の Li を カ リ ウ ム (K) に buy き in え た materials research に も に も to し た. Results と し て, new た な water is 蔵 release の absorption anti 応 と し て, more than 4 mass % の を water element quantity shown す KSiH_3 の features detailed に を adjustable べ た. Empty 気 に し seaborne て very high に active の い た め, surface が stabilization し て water element と の anti 応 sex に spent し い が, kind of 々 の way で activeness 処 Richard が may で あ る matter が Ming ら か と な っ た. こ れ に つ い て は, water element エ ネ ル ギ ー association convention に て 発 table を い, the department は more than 4 mass % の water element を で 蔵 release may な absorption is under 150 ℃ と し て attention を set め た.

项目成果

Destabilization of LiH by Li insertion into Ge

Li插入Ge导致LiH不稳定

• DOI: 10.1021/jp400133t
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Physical chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: Ankur Jain;Erika Kawasako;Hiroki Miyaoka;Tao Ma;Shigehito Isobe;Takayuki Ichikawa;Yoshitsugu Kojima
• 通讯作者: Yoshitsugu Kojima

KSiの水素貯蔵特性

KSi的储氢特性

• 发表时间: 2013
• 作者: 市川貴之;Ankur Jain;宮岡裕樹;小島由継
• 通讯作者: 小島由継

A Study on Phase Transformation of Ge-Li-H System

Ge-Li-H体系相变研究

• 发表时间: 2012
• 作者: Ankur Jain;Erika Kawasako;Hiroki Miyaoka;Takayuki Ichikawa;Yoshitsugu Kojima
• 通讯作者: Yoshitsugu Kojima

Destabilization of Lithium Hydride by the Substitution of IV Group Elements

IV 族元素取代使氢化锂失稳

• 发表时间: 2013
• 作者: A. Jain;H. Miyaoka;T;Ichikawa;Y. Kojima
• 通讯作者: Y. Kojima

Correlation between electrochemical behavior and hydrogen storage properties of Li-Sn system

Li-Sn体系电化学行为与储氢性能的相关性

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.03.150
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds
• 影响因子: 6.2
• 作者: Ankur Jain;Hiroki Miyaoka;Takayuki Ichikawa;Yoshitsugu Kojima
• 通讯作者: Yoshitsugu Kojima