Control of Hydrogen Incorporation into Metals and Synthesis of Superstoichiometric Hydrides by Electrochemical Reaction

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本研究の目的は二つあり、①めっきにおける水素侵入の制御と、②超化学量論的水素化物の電気化学合成とキャラクタリゼーションである。研究目的①では、無電解銅めっき膜中に共析した水素の存在状態を明らかにするとともに、添加剤による水素の共析量の減少と存在状態の変化について解析した。無電解銅めっきに用いられているロッシェル塩浴とEDTA浴のいずれにおいても、銅めっき膜中に共析した水素は格子間水素、空孔-水素クラスター、およびナノボイド中の分子状水素として存在することがわかった。ロッシェル塩浴ではニッケルイオンの添加によって格子間水素が減少し、EDTA浴ではビピリジルの添加によって格子間とボイド中の水素が減少することが明らかにされた。電解パラジウム(Pd)めっき膜については、昇温脱離スペクトル(TDS)と同時に示差走査熱量計(DSC)による測定を行った。その結果、水素脱離とともに発熱が観察され、水素脱離に伴なう格子収縮の進行は空孔の残存に起因することが示唆された。無電解Ni-Pめっきによってアルミニウム(Al)合金中に侵入した水素は、Al母相中の格子間、空孔、粒界、および析出物の周囲などの様々なトラップサイトに存在することがわかり、これらのうち室温放置2週間後も存在する空孔-水素クラスターと粒界にトラップされた水素が水素脆化の原因となることが示唆された。電気化学的水素透過法による電解Niめっき中の水素透過量の測定については、測定前の残余電流を低下させる測定条件を確立し、安定したデータが得られるようになった。研究目的②では、高圧力下でPd箔に電解チャージを行って高濃度水素化物PdHxを合成した後、電解めっきによってZnまたはAuを被覆して水素脱離を防ぐことを検討した。常圧下ではZnめっきによって水素脱離を抑制できることが確認された。