【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
24QS0116
利用課題名 / Title
金属及び合金系における水素による超多量空孔生成の実現確認実験
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
SAV,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)
中村 仁
所属名 / Affiliation
日本重化学工業株式会社
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)
水素圧力下で金属中に多量に空孔が導入(Superabundant vacancies; SAV)され、その中に水素原子が複数個トラップされることが実験的・理論的に指摘されている。この現象について、これまでに報告された実験的事実の報告の少なさ等から、実際に起こり得る現象なのか疑問が残されており、実験的に明らかにすることは重要である。更に、高密度で水素が導入されるという点で水素貯蔵材料への応用も期待できる。そこで本研究では、高温高圧水素中において金属材料中に多量空孔が導入され、そこへ複数個の水素原子がトラップされる現象を実験的に検証することを目的とする。
実験 / Experimental
純NiとBNの粉末を体積比1:3で混合した試料を5 GPa,800℃で水素化してfcc構造のNiHxを合成した。その後試料を同温度圧力条件下で約12時間保持し、超多量空孔が生成し格子定数が収縮する様子を放射光粉末X線回折測定によりその場観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
Ni粉末の高圧試験(5 GPa、800℃、水素圧力下)を実施した結果、金属中に多量に空孔が導入される際に起こると考えられる格子収縮を観測することが出来た。今後、他の結晶構造をもつ単体金属や金属間化合物においても同現象が起こるかを確認する予定であり、その基礎的データを得ることが出来た。
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