成果報告書詳細
管理番号20130000000916
タイトル平成19年度-平成23年度成果報告書 水素貯蔵材料先端基盤研究事業 非金属系水素貯蔵材料の基礎研究(国立大学法人北海道大学)
公開日2014/6/11
報告書年度2007 - 2011
委託先名国立大学法人北海道大学
プロジェクト番号P07002
部署名新エネルギー部
和文要約件名:平成19年度-平成23年度成果報告書 水素貯蔵材料先端基盤研究事業「非金属系水素貯蔵材料の基礎研究」

 軽元素で構成される水素貯蔵材料は,その高い水素重量密度から車載用水素貯蔵材料の候補として,精力的に研究/開発されている。それらは,従来の水素吸蔵合金とは異なる水素吸蔵放出反応機構を有すると考えられているが,詳細は不明である。本研究では,その反応機構を解明するべく,軽元素系水素貯蔵材料に対して環境セルを用いた透過電子顕微鏡その場観察を実施した。水素化マグネシウムの脱水素化反応その場観察では,触媒と母相の界面で脱水素化相が生成し成長していく様子が捉えられた。この結果より,水素化マグネシウムの脱水素化反応にマグネシウム相を水素が拡散するモデルが考案された。また,リチウムアミドイミド系水素貯蔵物質の水素化反応について,水素化リチウムとリチウムアミド及びリチウムイミド各相の相対位置関係が解明された。すなわち,水素化リチウム粒子がリチウムアミドの表面で生成するという反応機構が提案された。他の物質群(アルミニウム水素化物,アンモニアボラン,アラネート,ボロハイドライド)についても,それらの反応機構解明に向けて意義深い結果が得られた。
英文要約Title: Advanced Fundamental Research on Hydrogen Storage Materials Basic
Research of Non-Metallic Hydrogen Storage Materials (FY2007-FY2011) Final
Report

 Hydrogen storage materials can store more hydrogen than high pressure gas or liquid hydrogen. We have studied on microscopic reaction mechanism of hydrogen storage materials such as MgH2, Li-N-H, NH3BH3, and NaAlH4 by means of transmission electron microscope (TEM) with controlling temperature and gas atmosphere. By using a high voltage electron microscope (HVEM), we can observe lattice image of these materials during the reaction. With respect to the system of MgH2 catalyzed by Nb2O5, we have observed the hydrogen desorption process of MgH2 with Nb2O5 catalyst at the temperature range from R.T. to 250 °C. It was observed that the decomposition of MgH2 occurred at the boundary between MgH2 and catalyst of Nb2O5. With increase of temperature, the phase of Mg is growing. Another example, we observed hydrogenation process of Li2NH system by TEM in order to clarify the reaction mechanism. TEM images of partially hydrogenated samples indicated that LiNH2 phase located between Li2NH phase and small LiH particles. This result indicated that LiH would be generated and grew up on the complex particle of Li2NH and LiNH2 with Li moving from the center of the particle.
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