【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.18】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24QS0115
利用課題名 / Title
B2型ハイエントロピー合金の高密度水素貯蔵
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
X線回折/ X-ray diffraction,放射光/ Synchrotron radiation,水素貯蔵/ Hydrogen storage
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)
榊 浩司
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
中平 夕貴,内海 伶那
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
齋藤 寛之
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)
TiFe系水素吸蔵合金はB2構造の結晶構造で、室温近傍で可逆的に水素を吸蔵できる。そのため、水素貯蔵用の合金としての利活用が始まっている。しかしながら、水素貯蔵密度の増大が望まれている。一方で、BCC構造の水素吸蔵合金ではハイエントロピー化することで従来合金に比べて水素貯蔵密度が増加できる可能性が示唆されている。このことから提案者らはB2構造の結晶構造を有する合金をハイエントロピー化することで高容量化できるのではないかと考えた。そこで、本研究ではＢ２構造のハイエントロピー合金を合成し、それらに対して高圧合成実験を実施し、高濃度水素化物の形成の有無を確認した。
実験 / Experimental
実験はSPring-8のBL14B1ビームラインに設置された180トン超高圧発生装置を用いた。これまでと同様に試料セルに実験試料と水素源を封入し装置にセットした。加圧条件下で温度を200℃以上に加熱することで水素源を分解させ、水素を試料セル内部に発生させた。これに伴い試料の水素化反応を進行させた。温度・圧力を変化させることで水素化反応が進む過程を回折実験により観察した。また、室温に冷却後減圧する過程の水素化物の水素放出反応に起因した構造変化の観察も行った。
結果と考察 / Results and Discussion
今回合成したB2構造のハイエントロピー合金に対して加圧後の水素放出前のX線回折パターンを測定したところ、試料の結晶構造由来のピークとは考えにくい回折パターンが得られた。今回測定を行った試料はハフニウムを含むものであり、得られたピーク位置はハフニウムの蛍光X線に由来することが分かった。この蛍光X線のシグナルが強く、かつ、試料由来のピーク位置と重なることが分かった。そのため、検出器角度を変えて測定をすることにした。その結果、依然として蛍光Ⅹ線の強いシグナルが得られているが、試料由来のピークが見られるようになった。また、加熱により水素を発生させ水素吸蔵反応が進むことで回折パターンの変化が確認できた。この回折パターンの変化の詳細は現在解析を進め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)
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