著者

土井 修一 山崎 貴司 安岡 茂和 甲斐 拓也 梶原 剛史 夘野木 昇平

出版者

公益財団法人 高輝度光科学研究センター

雑誌

SPring-8/SACLA利用研究成果集

巻号頁・発行日

vol.9, no.1, pp.96-98, 2021

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正極活物質に大気中の酸素を用いる次世代二次電池「水素/空気二次電池」において、ガス拡散電極(空気極)は、酸素を還元・発生させる役割を担うため、水素/空気二次電池の特性に大きな影響を与える。本研究では、放射光を利用した高分解能X線CTを用いて、Bi₂Ru₂O₇ 触媒、Ni 粉末及びポリテトラフルオロエチレン (PTFE) で構成される空気極の内部構造の調査を目的として、非破壊観察を試みた。また、実際にX線CT像を取得しながら観察用の試料作製方法を検討した結果、試料をキャピラリーに充填する方法が良いことが分かった。測定の結果、空気極内部に触媒粒子の凝集物や大きな空隙が存在しており、空気極の課題を抽出することができた。

著者

土井 修一 安岡 茂和 石田 潤 甲斐 拓也 梶原 剛史 夘野木 昇平

出版者

公益財団法人 高輝度光科学研究センター

雑誌

SPring-8/SACLA利用研究成果集

巻号頁・発行日

vol.9, no.1, pp.83-87, 2021

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ニッケル水素電池の負極として用いられる RE–Mg–Ni–Al (RE: 希土類元素)系の水素吸蔵合金について、電池反応と固気反応における結晶構造の変化を放射光粉末X線回折により調べた。民生用のニッケル水素電池として使用実績のある合金を用いた測定の結果、主相 A₂B₇(2H) 相の回折ピークに関し、電池の寿命末期に近い 600 サイクル充放電を行った試料と 80℃ での水素ガスによる固気反応5サイクルの試料を比較すると、処理前の合金からのピーク位置の変化量はほぼ同じであったが、ピーク形状が異なることが明らかとなった。電池反応と固気反応では、格子歪みや結晶子サイズの観点で、水素吸蔵・放出の結晶構造への影響が異なると推測される。

著者

梶原 剛史 夘野木 昇平 甲斐 拓也 土井 修一 安岡 茂和

出版者

公益財団法人 高輝度光科学研究センター

雑誌

SPring-8/SACLA利用研究成果集

巻号頁・発行日

vol.5, no.2, pp.270-274, 2017

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正極活物質に大気中の酸素を用いる次世代二次電池「水素/空気二次電池」の開発に向け、放射光粉末X線回折を用いて、酸素還元・発生の二元活性を持つBi₂Ru₂O₇パイロクロア型酸化物触媒の結晶構造を調査した。触媒試料は、共沈法により調製した前駆体を焼成することで作製するが、共沈時に分散剤を加えた試料は結晶子サイズが小さく副生成物が減少したが、電池評価では放電電圧が低下した。

著者

峠 睦 牟田 博紀 甲斐 拓也

出版者

一般社団法人 日本機械学会

雑誌

日本機械学会九州支部講演論文集

巻号頁・発行日

vol.2011, pp.289-290, 2011

著者

安岡 茂和 石田 潤 甲斐 拓也

出版者

公益財団法人 高輝度光科学研究センター

雑誌

SPring-8/SACLA利用研究成果集

巻号頁・発行日

vol.2, no.1, pp.44-47, 2014

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A₂B₇型金属間化合物が主相である超格子水素吸蔵合金は、高いエネルギー密度や優れた自己放電を有しており、Ni-MH電池に使用されている。しかし結晶構造がAB₂ユニットとAB₅ユニットが積層した複雑な結晶構造を有しており、単相化しづらいことから結晶構造の同定が困難であった。今回、SPring-8の放射光X線を用いて測定し、リートベルト法で解析することにより、微小な相の比率や元素位置の同定を試みた。今回の測定結果では、Ndの一部をCeで置換した合金では、CeがAB₂ユニットに存在しやすく、AB₂相を収縮させ、水素吸蔵放出の可逆性が失われて電気化学容量の低下や劣化の促進を引き起こしたと考えられる。またNiの一部をAlで置換した合金では、AlがAB₅ユニットに存在しやすく、AB₅相を広げたため、より安定な水素吸蔵放出が可能になったと考えられる。