JP2016223921A - 水素吸蔵量測定方法および水素吸蔵量測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、X線回折装置1の試料室12に試料3を配置する。そして、試料室12内のガスを排気し、試料室12内を真空とする。また、ヒータ15によって試料室12の温度が所定温度となるように調整する。この状態で、X線源10とX線検出器11を連動して回転させながらX線を照射してX線回折データを取得する。すなわち、試料3の水素吸蔵量が0のときのX線回折データを取得する。X線回折データは、試料3によって散乱されたX線の散乱角度に対するX線強度分布のデータである。
次に、試料室12内に水素、あるいは水素を含む混合ガスを供給し、その供給量、排気量を調整することで試料室12内の圧力が所定圧力となるように調整する。また、ヒータ15によって試料室12の温度はステップS1における所定温度と同一とする。そしてこの状態で、X線源10とX線検出器11を連動して回転させながらX線を照射してX線回折データを取得する。
次に、水素吸蔵量算出部2において、ステップS1、S2で取得したX線回折データから、それぞれの格子体積を算出し、格子体積の変化量を算出する。具体的には、X線回折データから所定の結晶面のピークを抽出し、そのピークにおけるX線の散乱角度から格子定数を算出し、金属原子1個当りの格子体積を算出する。さらに、ステップS1での金属原子1個当りの格子体積(水素吸蔵量が0の時の金属原子1個当りの格子体積)をV0、ステップS2での金属原子1個当りの格子体積(水素を吸蔵した時の金属原子1個当りの格子体積)をVとして、V−V0によって格子体積膨張量を算出する。
次に、水素吸蔵量算出部2において、試料3の結晶構造に対応する格子体積膨張量と水素吸蔵量の関係とを用いて、ステップS2で算出した格子体積膨張量から水素吸蔵量を算出する。以上が実施例1の水素吸蔵量測定方法である。
図5は、実施例1の水素吸蔵量測定方法を用いて、水素雰囲気下でのPd−23Ag合金(Pdが77wt%、Agが23wt%の合金)のPCT曲線を測定した結果である。温度は、100℃、150℃、200℃、300℃、400℃それぞれで測定した。水素圧力が増加するのにしたがって水素吸蔵量が増加していくのがわかる。また、温度が低いほど水素吸蔵量が大きいことがわかる。
図8は、V−10Fe(Vが90wt%、Feが10wt%の合金)にPd−27Ag(Pdが73wt%、Agが27wt%の合金)を被膜した試料についてのX線回折パターンである。図8(a)は300℃、真空中、図8(b)は300℃、水素分圧が0.8MPaの雰囲気下でX線回折を行ったものである。
2:水素吸蔵量算出部
3:試料
10:X線源
11:X線検出器
12:試料室
13:供給管
14:排気管
15:加熱装置
16:圧力ゲージ
20:記憶部
Claims (7)
- 第1水素吸蔵材料の水素吸蔵量を測定する水素吸蔵量測定方法において、
水素もしくは水素を含む混合ガス雰囲気中、所定温度、所定圧力下での前記第1水素吸蔵材料のX線回折により、前記第1水素吸蔵材料の格子体積の変化量を測定する第1ステップと、
前記第1水素吸蔵材料の既知の格子体積膨張量と水素吸増量との関係を用いて、前記第1ステップにより測定した前記格子体積の変化量から前記第1水素吸蔵材料の水素吸蔵量を算出する第2ステップと、
を有することを特徴とする水素吸蔵量測定方法。 - 前記第1ステップは、水素を含む混合ガスを流しながら行う、ことを特徴とする請求項1に記載の水素吸蔵量測定方法。
- 前記第1ステップは、混合ガス雰囲気中で行い、
前記混合ガスは、前記第1水素吸蔵材料と反応するガスを含み、
前記第1水素吸蔵材料は、前記第1水素吸蔵材料とは結晶構造もしくは格子定数が異なる材料で被膜されている、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の水素吸蔵量測定方法。 - 前記第1水素吸蔵材料は、前記第1水素吸蔵材料とは結晶構造もしくは格子定数が異なり、前記第1水素吸蔵材料よりも水素の吸蔵・放出速度が速い第2水素吸蔵材料で被膜されている、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の水素吸蔵量測定方法。
- 前記第1水素吸蔵材料の結晶構造は、体心立方構造、六方最密構造、または面心立方構造である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の水素吸蔵量測定方法。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の水素吸蔵量測定方法を用いて、前記第1水素吸蔵材料のPCT曲線を測定することを特徴とするPCT曲線測定方法。
- 試料室内に水素吸蔵材料を配置し、前記試料室内の前記水素吸蔵材料にX線を照射して前記水素吸蔵材料により回折されたX線を検出するX線回折装置と、
前記X線回折装置により取得されたX線回折データから前記水素吸蔵材料の水素吸蔵量を算出する水素吸蔵量算出部と、
を有し、
前記X線回折装置は、
前記試料室内に水素もしくは水素を含む混合ガスを供給する供給管と、
前記試料室内のガスを排気する排気管と、
前記水素吸蔵材料を加熱する加熱装置と、
を有し、
前記水素吸蔵量算出部は、
前記水素吸蔵材料の結晶構造に対応する格子体積膨張量と水素吸蔵量との関係についてのデータを保持する記憶部を有する、
することを特徴とする水素吸蔵量測定装置。
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