金属への水素侵入および吸蔵機構原子過程に関する研究

氢渗透金属的原子过程和吸收机制研究

基本信息

  • 批准号:
    12J09548
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2012 至 2013
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

水素の貯蔵は来たるべき水素社会における要素技術であり、金属への固溶はその一つの方法として期待されている。吸収された水素が一所に集まり水素化物が析出すると金属は脆化する。特に表面直下のサブサーフェイスはHにとって安定なサイトであるため、この領域への水素堆積による脆化が懸念されている。また、不純物COの吸着はH2吸放出を減速させることが知られている。当該年度、本研究ではPd (110)表面に共吸着したCOがH2の吸放出を抑制する原子機構およびPd内部での水素濃度分布を検討した。結果として、COによる抑制効果は、その被覆率に応じて3つの異なる様式が存在することが明らかとなった。まず被覆率0.25ML以下の低被覆域では、迅速なH2吸放出サイトであるPd表面の欠陥サイトへCOが選択的に吸着することによるサイト・ブロッキングが起きる。次に0.6ML程度までの中被覆域では、CO吸着サイト付近で水素誘起のPd (110)表面再構成が解け、同面の特徴である平坦なテラスサイトからの水素吸放出が局所的に抑制されていく。最後に0.6ML以上の高被覆域では、CO誘起の表面再構成が起こり、改めてテラスサイトからH2の吸放出が行われるようになる。共鳴核反応法を用いたPd表面下での水素濃度分布測定から、吸収された水素は190Kを境界として、これ以下の温度ではサブサーフェイス付近に蓄積し、これ以上の温度ではバルクへ広く拡散していくことが分かった。CO被覆域の増加に伴う上記3つの変化を通して、Pdに吸収されたHの脱離温度は高温へシフトし、最終的には室温を大きく超過して380Kにおいて脱離するようになる。これはPd内部への水素貯蔵に冷却の必要が無くなったことを意味し、貯蔵コスト削減に繋がる重要な発見である。またこの温度領域ではHがサブサーフェイスに堆積しないため、吸蔵合金の高寿命が期待できる。
Water element storage is expected to be completed in the future. Water element society is expected to be completed in the future. The absorption of water is a matter of concentration, precipitation of water compounds, and embrittlement of metals. Special surface straight down the CO adsorption and H2 desorption of impurities are slowed down. In this study, the adsorption of CO and H2 on Pd (110) surface was suppressed, and the distribution of water concentration in Pd and atomic mechanism was discussed. The results show that the inhibition effect of CO and CO is different from that of CO and CO, and the difference between CO and CO is obvious. In the low coverage region with a coverage of 0.25 ML or less, H2 absorption and emission are rapidly initiated on the Pd surface. The second is the inhibition of CO adsorption and water absorption induced by Pd (110) surface recombination in the middle coating region at the level of 0.6ML. Finally, the surface reconstruction induced by CO in the high coverage region above 0.6ML is initiated and changed. Determination of water element concentration distribution under Pd surface by resonance nuclear reaction method at temperatures below 190K and above CO coating area increases with the change in temperature, Pd absorption, H desorption temperature, and finally room temperature above 380K. This is because it is necessary to cool the internal water storage of Pd. It is important to reduce the storage capacity. The temperature field is not high, and the high life of the absorption alloy is expected.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Pd(110)でのシス-2-ブテン水素化触媒反応
Pd(110)催化顺式2-丁烯加氢反应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    福谷克之;大野哲;Markus Wilde
  • 通讯作者:
    Markus Wilde
TDS peak assignment of H/Pd(110) using hydrogen depth profiling by NRA
使用 NRA 氢深度分析对 H/Pd(110) 进行 TDS 峰分配
Novel Insight into the Microscopic Mechanism of Hydrogen Absorption at Palladium Single Crystal Surfaces
对钯单晶表面吸氢微观机制的新见解
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Markus Wilde;大野哲;福谷克之
  • 通讯作者:
    福谷克之
Pd触媒を用いたブテン水素化反応における表面下水素の役割
地下氢在 Pd 催化丁烯加氢反应中的作用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大野哲;Markus Wilde;福谷克之
  • 通讯作者:
    福谷克之
Pd触媒の表面下水素濃度分布とオレフィン水素化反応への活性
Pd催化剂的地下氢浓度分布及烯烃加氢反应活性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大野哲;Markus Wilde;福谷克之
  • 通讯作者:
    福谷克之
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