界面およびバルク敏感ハイブリッド電気伝導測定による水素吸蔵金属中の水素挙動の研究

本研究では，水素雰囲気下における水素吸蔵金属（ここではパラジウム）と水素の相互作用を高感度の電気伝導測定をプローブとし，水素吸蔵金属の内部（バルク）と界面に注目して研究を行っている。本来別物の，表面／界面敏感とバルク敏感の手法を，本研究ではハイブリッドとし，水素吸蔵金属－金属電極間の界面抵抗を３端子法で，バルク抵抗を４端子法で測定する際，電流端子の一つを共通にすることで，同時に同一サンプルで界面抵抗とバルク抵抗を測定可能としている。電極端子は導電性銀エポキシを用いた。水素吸蔵・放出時の過程において，それぞれの電気抵抗の時間変化から，互いの時間相関に着目することで，表面／界面とバルクを「つなぐ」新たな視点が生まれる。これまでの研究で明らかになったことは，温度20℃に固定した実験で，(1)水素吸蔵時，バルク抵抗は直ちに上昇してくるが，界面抵抗は同時には上昇せず，バルク抵抗の時間変化が緩やかになるころに遅れて急激に上昇すること。(2)真空引き下の水素放出時においては，バルク抵抗は，水素導入前の値まで緩やかに減少する一方，界面抵抗は水素導入後に上昇した値からはほぼ時間変化のない一定の値を示す。ということであった。また，バルク抵抗の時間変化から，水素吸蔵時間の水素導入圧力依存性，パラジウム板厚依存性の測定によって，本研究では水素の出入りは界面で律速となっていることが分かった。水素導入により界面抵抗が遅れて上昇する原因について，実験条件を変えながら現在研究を進めている。最近得られたデータからは，界面抵抗が遅れて上昇する理由として，パラジウム－水素合金の水素高濃度相への転移に伴うパラジウムの体積膨張により，銀電極とパラジウムとの接触面積が小さくなり，界面抵抗が上昇していることが考えられる。引き続き，水素吸蔵金属界面へ水素が及ぼす影響について考察を深めていきたい。

本研究では，水素雰囲気下における水素吸蔵金属（ここではパラジウム）と水素の相互作用を高感度の電気伝導測定をプローブとし，水素吸蔵金属の内部（バルク）と界面に注目して研究を行っている。本来別物の，表面／界面敏感とバルク敏感の手法を，本研究ではハイブリッドとし，水素吸蔵金属－金属電極間の界面抵抗を３端子法で，バルク抵抗を４端子法で測定する際，電流端子の一つを共通にすることで，同時に同一サンプルで界面抵抗とバルク抵抗を測定可能としている。電極端子は導電性銀エポキシを用いた。水素吸蔵・放出時の過程において，それぞれの電気抵抗の時間変化から，互いの時間相関に着目することで，表面／界面とバルクを「つなぐ」新たな視点が生まれる。これまでの研究で明らかになったことは，温度20℃に固定した実験で，(1)水素吸蔵時，バルク抵抗は直ちに上昇してくるが，界面抵抗は同時には上昇せず，バルク抵抗の時間変化が緩やかになるころに遅れて急激に上昇すること。(2)真空引き下の水素放出時においては，バルク抵抗は，水素導入前の値まで緩やかに減少する一方，界面抵抗は水素導入後に上昇した値からはほぼ時間変化のない一定の値を示す。ということであった。また，バルク抵抗の時間変化から，水素吸蔵時間の水素導入圧力依存性，パラジウム板厚依存性の測定によって，本研究では水素の出入りは界面で律速となっていることが分かった。水素導入により界面抵抗が遅れて上昇する原因について，実験条件を変えながら現在研究を進めている。最近得られたデータからは，界面抵抗が遅れて上昇する理由として，パラジウム－水素合金の水素高濃度相への転移に伴うパラジウムの体積膨張により，銀電極とパラジウムとの接触面積が小さくなり，界面抵抗が上昇していることが考えられる。引き続き，水素吸蔵金属界面へ水素が及ぼす影響について考察を深めていきたい。