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水素透過金属膜における新しい学術体系の構築と低温作動型合金膜の最適設計への展開

透氢金属膜新学术体系构建及低温运行合金膜优化设计研究进展

基本信息

批准号：
15J09498
负责人：
鈴木飛鳥
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

V系水素化物の一つであるβ相の形成温度に及ぼす合金効果を水素中その場XRD装置を用いて評価した。β相の形成温度は、Feを添加することで純Vに比べて上昇し、Al、Ruを添加することで大きく低下した。したがって、AlとRuは水素化物の不安定化の観点から、低温作動型合金膜に有利に働く添加元素と言える。特にRuは、水素溶解特性、水素の拡散性、水素化物の形成温度の3つの特性すべてに有利に働く有望な添加元素であることが明らかとなった。さらに、実験的に得られたβ相の形成温度を第一原理計算により考察した。水素固溶体相（α相）とβ相を想定したモデルとして、水素原子Hを合金元素Xの第一近接の四面体サイト（T1サイト）と八面体サイト（O1サイト）に挿入したモデル（T1モデル、O1モデル）で計算を行った。Feを添加した場合にはT1モデルが、Ruを添加した場合にはO1モデルがより不安定化する傾向が見られた。こうした合金効果によって、β相の形成温度はFeを添加することで上昇し、Ruを添加することで低下したと考察できる。また、V-Fe-Al三元系合金に関して、各特性の調査を行った。水素溶解特性に関しては、二元系合金におけるFeとAlそれぞれの合金効果の線形結合とほぼ一致した。一方、水素の拡散性に関しては、二元系合金におけるAlの合金効果とは異なる傾向を示し、低濃度のAlの添加から水素原子の易動度が低下する傾向が見られた。しかしながら、組成を制御すれば、低温域で純Vよりも高い水素の拡散性を示した。さらに、水素化物の形成温度も純Vに比べて低下した。したがって、V-Fe-Al三元系合金もV-Ru系に加えて有望な合金系であることが明らかとなった。以上のように、本年度は水素の拡散性、水素溶解特性、水素化物の形成温度を二元系および三元系合金について総合的に評価し、すべての特性に優れる合金に関する知見を得た。

The formation temperature of the β-phase of V-based hydrogenated compounds and the alloying effect of the V-based hydrogenated compounds were evaluated using field XRD equipment. The formation temperature of β phase is higher than that of pure V when Fe is added, and it is lower when Al and Ru are added.したがって, AlとRu and hydration compounds are unstable, and the low-temperature actuating alloy film is advantageous and the added elements are added. Characteristics of special properties, hydrogen solubility, hydrogen dispersibility, and formation temperature of hydrogen compounds. Features: Advantages and benefits. Added elements.さらに、実験's られたβ phase formation temperature の first principles calculation and により investigation した. Hydrogen solid solution phase (α phase) and β phase したモデルとして, hydrogen atom H and alloy element X の first close tetrahedron サイト ( T1 サイト) and octahedron サイト (O1 サイト) and insertion したモデル (T1 モデル, O1 モデル) and calculation を行った. FeをaddedしたoccasionにはT1モデルが、RuをaddedしたoccasionにはO1モデルがよりUnstable tendencyが见られた.こうしたAlloy effectによって、β phase のformation temperature はFeをaddedすることでraiseし、Ruをaddedすることでlowerしたとinvestigationできる.また、V-Fe-Al ternary alloy に关して、Investigation of various characteristics を行った. The water solubility characteristics are the same as the linear combination of the binary system alloy Fe and Al alloy effects. One side, hydrogen dispersion properties, binary system alloy properties, Al alloy effect, and different properties. Adding hydrogen atoms to low-concentration Al will reduce the mobility of hydrogen atoms and reduce the tendency to reduce the flow rate.しかしながら, composition をcontrol すれば, low temperature range でpure V よりも高いhydrogen の拡dispersible をshow した. The formation temperature of さらに and hydride is lower than that of べて.したがって, V-Fe-Al ternary system alloy もV-Ru system にplus えてな alloy system であることが明らかとなった. The above parameters, the dispersibility of hydrogen in this year, the solubility characteristics of hydrogen, the formation temperature of hydrogen compounds, and the binary system The characteristics of the ternary system alloy and the combination of them are the same as those of the alloy.

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）

パラジウム系合金膜の水素透過能における特異的な温度依存性と水素の化学ポテンシャルに基づく解析

基于钯合金膜氢渗透率和氢化学势的特定温度依赖性分析

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木飛鳥;湯川宏;村田純教
通讯作者：
村田純教

バナジウム水素化物（V2H)の安定性に及ぼす合金効果に関する一考察

合金对氢化钒(V2H)稳定性影响的研究

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木飛鳥;湯川宏;川井良太;南部智憲;村田純教
通讯作者：
村田純教

Analysis of pressure-composition-isotherm for the design of hydrogen permeable metal membrane

金属透氢膜设计中的压力-成分-等温线分析

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Asuka Suzuki;Hiroshi Yukawa;Tomonori Nambu;Yoshihisa Matsumoto and Yoshinori Murata
通讯作者：
Yoshihisa Matsumoto and Yoshinori Murata

Analysis of pressure-composition-isotherms for design of non-Pd-based alloy membranes with high hydrogen permeability and strong resistance to hydrogen embrittlement