Download file (11.3 MB)
Download as zip (11.1 MB)

Collection

Citation

Description:

著者らは，フリーズドライ法によって、低温固体アンモニアをホウ酸ガラスに一旦閉じ込めると，その構造が常温においても安定化することを見出し，新しい安全な水素貯蔵法を開拓した．本報では，その安定化機構を熱力学、第1原理計算およびマイクロメカニクスを駆使して検討した．第一原理計算によって，分子間の並進・回転モード，および分子内水素の秤動・屈曲モード，それぞれのフォノンの状態密度を明らかにした．これらの状態密度を取り入れた熱容量のデバイ・アインシュタイン関数を熱力学サイクルに取り入れ，気体から液体を経て固体に相転移するための圧力を推算した．固体が安定化するためにはサブGPaの加圧を要することが分かった．一方、マイクロメカニクスによる静水圧応力は、固体アンモニアとホウ酸ガラスの熱膨張差に起因して、サブGPaに達し、熱力学要件を満足した。熱膨張差に起因する熱応力によって固体が安定化すると結論する。

Rights:

• Creative Commons BY Attribution 4.0 International
  

  オープンアクセス

Keyword: Solid state ammonia, Phase stability, Thermodynanmics, Phonon calculation, Micromechanics, Hydrogen storage material

Date published: 2025-12-02

Publisher: American Chemical Society (ACS)

Journal:

• ACS Omega (ISSN: 24701343) vol. 10 issue. 47 p. 57684-57691

Funding:

• Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology JPMXP1122715503 (著者らは低温固体アンモニアをホウ酸ガラスに一旦閉じ込めるとその構造が常温においても安定化することを見出した。この物質は窒化物磁石の新しい安全な窒素源として期待される。固体アンモニアおよび関連物質の水素や窒素などの低温熱力学諸量をCALPHADデータ関数としてデジタル化する。)
• Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology 24K08127 (著者らは低温固体アンモニアをホウ酸ガラスに一旦閉じ込めるとその構造が常温においても安定化することを見出した。新しい安全な水素貯蔵物質として実用化するために、この物質の常温における安定化機構の数理熱力学モデルを構築する。)
• Research Grant from Izumi Science and Technology Foundation 2024-J-031 (著者らは低温固体アンモニアをホウ酸ガラスに一旦閉じ込めるとその構造が常温においても安定化することを見出した。この物質とアンモニア分解水素生成触媒をハイブリッド化し、新しい安全な水素貯蔵物質の創出を目指す。)

Manuscript type: Publisher's version (Version of record)

MDR DOI:

First published URL: https://doi.org/10.1021/acsomega.5c09165

Related item:

Other identifier(s):

Contact agent:

Updated at: 2025-12-05 16:30:15 +0900

Published on MDR: 2025-12-05 16:24:35 +0900