【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23QS0119
利用課題名 / Title
非混合性のハイエントロピー合金と複合化したMgの水素吸蔵放出反応に伴う構造変化の解明
利用した実施機関 / Support Institute
量子科学技術研究開発機構 / QST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
局所構造,水素貯蔵/ Hydrogen storage,X線回折/ X-ray diffraction,放射光/ Synchrotron radiation
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
浅野 耕太
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
Hyunjeong Kim,榊 浩司,中平 夕貴
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
町田 晃彦
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年の再生可能エネルギー導入拡大に当たり、余剰発電時の電力を水素として水素吸蔵合金に貯蔵し、需要に応じて燃料電池等により発電・給電するシステムの社会実装が進み始めた。水素貯蔵・供給システムの広い普及に向けた主な課題のひとつは水素吸蔵合金の材料コストであり、Pd等の貴金属、希土類および希少遷移金属の使用を削減する必要がある。我々は、低材料コストかつ水素の高密度貯蔵に有望であるが、高い反応温度に課題があったMgに着目し、非混合性の異種金属と複合化することで水素化物MgH2の熱的安定性低下を図り、Mg系水素吸蔵合金の開発を進めている。本研究では、Mgとハイエントロピー合金（HEA）の複合化を行い、その水素吸蔵放出性を左右する材料の構造を放射光X線全散乱実験により明らかにする。
実験 / Experimental
産総研にてMg-HEA薄膜を作製し、その水素吸蔵放出性の評価については本研究と並行してデルフト工科大学（蘭）が実施した。同大学は多くの金属は水素化すると可視光透過率が変化することを利用して、薄膜試料の水素圧力(P)－可視光透過率(T)等温線を自動測定できるシステムを有している。その結果に基づきSPring-8のBL22XUにおいて薄膜試料の特に水素放出過程の構造変化を捉える。
結果と考察 / Results and Discussion
本実験用にポリイミド基板上にMg-HEA薄膜を事前に積層した。薄膜試料厚さは200nm程度とし、水素化前後の薄膜試料を持ち込んだ。さらに水素化後の薄膜試料から水素を放出させ、その過程における結晶構造の変化を大型2次元検出器にて検出することができた。詳細な構造解析は現在も継続中である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 浅野耕太、Lars Bannenberg、Herman Schreuders、中平夕貴、町田晃彦、Hyunjeong Kim、榊浩司、”Mgとハイエントロピー合金の複合薄膜の水素化・脱水素化反応”、日本金属学会 2024 年春期（第174回）講演大会（東京）、令和6年3月14日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件