技術会議資料
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- きみえ ゆのもと
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1 La-Mg-Ni
2 2 H 2 O e - e - H OH - H + e - H H 2 O OH - H + e - O H O Ni Ni O H O H
3 3 La, Pr, Nd, etc. Ni, Co, Mn, Al, etc H/M Equilibrium Hydrogen Pressure MPa (MPa) La Ni Ni + Ni H x + xoh - + xh 2 O + x e-
4 4 AA Energy density (Wh/l) Year 2008
5 La-Mg-Ni Kadir, Sakai 1997 : AB 3.0 -AB 4.0 (A:La, Mg, B:Ni) 1-2 wt.% (CaCu 5 -) La La, Mg Ni Ni + Ni c c c c A 2 B 4 (Laves ) 2:7H (AB 3.5 ) 5:19R (AB 3.8 ) 5 5:19H (AB 3.8 ) 1:4R (AB 4.0 )
6 La-Mg-Ni Voltage (V) La-Mg-Ni La-Pr-Mg-Ni-based alloy MmNi -based alloy (conventional) Discharge capacity (mah/g) M. Kanemoto et al., ECS 208th Meeting, Abstract number 852, Los Angeles (2005). T. Ozaki, M. Kanemoto,T. Kakeya, Y. Kitano, M. Kuzuhara, M. Watada, S. Tanase, and T. Sakai, J. Alloys Compds., , 620 (2007). 6 Discharge capacity (mah/g) La-Mg-Ni-based La-Mg-Ni alloy Conventional AB5 alloy Cycle number
7 7 La-Mg-Ni LaNi La 1-x Mg x Ni y (x = , y = ) Ce, Pr, Nd Co, Mn, Al X
8 8 ( C) X (SPring8 BL19B2 ) XRD : 0.7Å 0.75Å) XAFS ) Rietveld : RIETAN-2000) EPMA
9 Mn,Al La-Mg-Ni La 0.8 Mg 0.2 Ni 3.4-x Co 0.3 (MnAl) x Mass fraction 0% 20% 40% 60% 80% 100% x = 0 x = 0.1 x = :7H 5:19R 5:19H x = 0.2 1:4R x = 0.25 x = 0.4 AB 2 x = 0.15, 0.2 5:19H, 1:4R 9
10 10 Mn,Al La-Mg-Ni La 0.8 Mg 0.2 Ni 3.4-x Co 0.3 (MnAl) x Discharge capacity (mah/g) Cycle number x=0 x=0.15 x=0.25 x=0.4 5:19H x = 0.15
11 11 Mn,La,Ni,Co La 0.8 Mg 0.2 Ni 3.25 Co 0.3 (MnAl) 0.15 Co K Mn K FT Ni K La K R Mn La NiCo Mn NiCo
12 12 La La 0.8 Mg 0.2 Ni 3.25 Co 0.3 (MnAl) 0.15 FT R
13 Ni La 0.8 Mg 0.2 Ni 3.25 Co 0.3 (MnAl) 0.15 FT R 13
14 XAFS LaNiCo La La-Mg-Ni LaNi 5 Ni La LaNi5 La Ni Ni La 14
15 15 La La 0.64 RE 0.2 Mg 0.16 Ni 3.45 Co 0.2 Al 0.15 Potential / V (Hg/HgO) , : 0.2 I t A RE': La RE': Ce RE': Nd RE': Pr Capacity / mah
16 16 La Discharge capacity (mah/g) La 0.64 RE 0.2 Mg 0.16 Ni 3.45 Co 0.2 Al 0.15 RE':La RE':Ce RE':Nd Cycle number RE':Pr 0.1 I t A, 15h 0.2 I t A cut off voltage -0.6V vs. Hg/HgO Pr, Nd- : 50 96% Ce- :
17 17 La La 0.64 RE 0.2 Mg 0.16 Ni 3.45 Co 0.2 Al 0.15 Phase abundancemass% 0% 20% 40% 60% 80% 100% RE': La 2:7H AB2 RE': Ce RE': Pr 5:19R 1:4R 2:7H 5:19R 5:19H 1:4R AB5 RE': Nd 5:19H Pr, Nd :, 2:7H. 5:19H, 5:19R
18 Pr, Nd Al 5:19R phase A 2 B 4 A 2 B 4 A 2 B 4 RE RE, Mg Ni,Co,Mn,Al 18h1 site M / Al = 0.89 / h2 site M / Al = 0.95 / 0.05 RE = (La, Pr) M=(Ni,Co,Mn) Ni La Ni Ni Ni Al Ni Ni Nd Ni La: Nd: Ni: Al: La Pr Nd c Al Ni 18
19 19 Pr, Nd Pr, Nd Al-poor Al-rich Al Al
20 20 Pr, Nd La-Mg-Ni Particle size after cycle test (µm) (um) Abundance of of ABAB5 5 phase (%) Pr, Nd
21 Ce Ce-LIII XANES Normalized absorption La 0.64 Ce 0.2 Mg 0.16 Ni 3.45 Co 0.2 Al Before hydriding Ce metal 0.8 CeCl CeO After hydriding Energy (ev) : CeO 2 CeCl 3 : Ce 4+ Ce 3+ 21
22 22 La 0.64 RE 0.2 Mg 0.16 Ni 3.45 Co 0.2 Al 0.15 Intensity (a.u.) RE : Nd RE : Ce SPring8 BL19B2 :0.75Å θ (degree) RE' Phases Volume increase V /V (%) Ce :4R :19H :19R :7H Pr 5:19H :19R Nd 5:19H :19R 20.9
23 23 La-Mg-Ni HRTEM 3 c A 2 B 4 3 A 2 B 4 3 A 2 B 4 4 A 2 B 4 4 5:19 1:4 c
24 24 Ce Ce 4+ - Ce :7H 2:7H 2:7H 2:7H 5:19H 5:19H Ce5:19R 1:4R 1:4R 1:4R 1:4R
25 25 La-Mg-Ni Ni Mn,Al 5:19H 350 mah/g La Ni Ni La La Pr,Nd Ce Ce Ce(III) Ce(IV) XRD XAFS
26 26 XRD XAFS SPring8 TEM
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3 3.1 3.1.1 kg m s J = kg m 2 s 2 MeV MeV [1] 1MeV=1 6 ev = 1.62 176 462 (63) 1 13 J (3.1) [1] 1MeV/c 2 =1.782 661 731 (7) 1 3 kg (3.2) c =1 MeV (atomic mass unit) 12 C u = 1 12 M(12 C) (3.3) 41 42 3 u
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1-4 29 1-13 41 1-23 43 1-39 29 PR 1-42 28 1-46 52 1-49 47 1-51 40 1-64 52 1-66 58 1-72 28 1-74 48 1-81 29 1-93 27 1-95 30 1-97 39 1-98 40 1-100 34 2-1 41 2-5 47 2-105 38 2-108 44 2-110 55 2-111 44 2-114
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