【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AT0113

利用課題名 / Title

水素吸蔵合金の表面分析

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【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

水素貯蔵/ Hydrogen storage,電子分光/ Electron spectroscopy,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,膜加工・エッチング/ Film processing/etching

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)

新里 恵多

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

Véronique Charbonnier,Hyunjeong Kim,浅野耕太,榊浩司,金田悠磨

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

大塚 照久,渋谷 直哉

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-074：エックス線光電子分光分析装置(XPS)

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

水素吸蔵合金は固体中に水素のみを取り込むことができるため、混合ガスから水素とその他のガスを固相と気相に分離することができる。しかし、O₂、H₂O、CO₂などの不純物ガスが存在すると、表面被毒により水素吸蔵／放出反応速度が著しく低下してしまう。 本研究では、不純物ガス存在下でも高い水素吸蔵／放出反応速度を示す合金を開発するために、X線光電子分光法を用いて合金表面の化学状態の観点から水素吸蔵／放出反応性を理解することを目的に実験を行った。

実験 / Experimental

鉄チタン合金に対して、プラズマ窒化による表面改質、あるいは種々の有機溶媒中でのハンドミリングによる表面改質を試みた。この試料に対して、水素吸蔵／放出反応前後のX線光電子分光（XPS）測定を行なった。

結果と考察 / Results and Discussion

XPS測定の結果、プラズマ窒化による表面改質では、最表面はTiとFeが酸化物の状態であったが、表面エッチングにより酸化膜を除去したところ、N1sのピークが見られた。Ti2p XPSからもTiNに由来するピークが見られたため、プラズマ窒化によりTiNが生成できることをXPSから確認できた。今後はプラズマ窒化処理を粉体試料に適応することを検討する。有機溶媒による表面改質では、有機溶媒の種類によって水素吸蔵反応性に違いが現れたが、XPSでは表面に存在するTi、Feの化学状態に変化は見られなかった。今回の測定では試料の準備段階で大気に暴露する必要があったため、作製した試料が大気中で酸化被膜を形成した可能性が考えられた。現在は、如何にして酸化被膜の形成を防ぐことができるかを検討しているところである。

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)

本研究の一部は、 JSPS 科研費 JP23K19190 の助成を受けて実施しました。

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.

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