高容量を有するMg系水素吸蔵合金のナノオーダー構造と負極特性

本研究では、メカニカルアロイング法で作製したMg系合金のさらなる性能向上の指針を得ることを目的として、Ni含有量の異なるMgNi_X(x=1,1.5,2)合金をメカニカルアロイング法で作製し、それらの水素吸蔵特性および電気化学特性を調べるとともに微細構造の解析を行った。得られた知見を総括すると以下のようになる。1. メカニカルアロイングで作製したMgNi_X合金は、いずれもブロードなX線回折ピークを示し、これらの合金は非晶質であることが明らかになった。2. MgNi_X合金のNi含有量を増加させると固相一気相系において水素吸蔵速度が増大することがわかった。また、水素を吸蔵させたMgNi_X合金の熱重量測定より、Ni含有量の増加とともに水素の放出開始温度は低下することがわかった。さらに、Ni含有量の多いMgNi_X合金ほど充放電サイクル特性も向上することが明らかになった。3. MgNi_X合金のNi含有量の増加に伴い、合金表面でのNi^0/Mg比が増大することがわかった。また、MgNi_<1.5>合金やMgNi_2合金表面の下層には、MgNi合金のそれよりもNiリッチな層が存在することがわかった。これらのことが、水素吸蔵速度の増大と充放電サイクル特性の向上の原因であると考えられる。4. MgNi_<1.5>合金をグラファイトと複合化させると放電容量は増大し、充放電サイクル特性も向上することが明らかになった。

本研究では、メカニカルアロイング法で作製したMg系合金のさらなる性能向上の指針を得ることを目的として、Ni含有量の異なるMgNi_X(x=1,1.5,2)合金をメカニカルアロイング法で作製し、それらの水素吸蔵特性および電気化学特性を調べるとともに微細構造の解析を行った。得られた知見を総括すると以下のようになる。1. メカニカルアロイングで作製したMgNi_X合金は、いずれもブロードなX線回折ピークを示し、これらの合金は非晶質であることが明らかになった。2. MgNi_X合金のNi含有量を増加させると固相一気相系において水素吸蔵速度が増大することがわかった。また、水素を吸蔵させたMgNi_X合金の熱重量測定より、Ni含有量の増加とともに水素の放出開始温度は低下することがわかった。さらに、Ni含有量の多いMgNi_X合金ほど充放電サイクル特性も向上することが明らかになった。3. MgNi_X合金のNi含有量の増加に伴い、合金表面でのNi^0/Mg比が増大することがわかった。また、MgNi_<1.5>合金やMgNi_2合金表面の下層には、MgNi合金のそれよりもNiリッチな層が存在することがわかった。これらのことが、水素吸蔵速度の増大と充放電サイクル特性の向上の原因であると考えられる。4. MgNi_<1.5>合金をグラファイトと複合化させると放電容量は増大し、充放電サイクル特性も向上することが明らかになった。