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J-GLOBAL ID：202202257011866402   整理番号：22A0225636

Niベース水素分離非晶質膜における二十面体クラスタ形成と水素化の効果-第一原理構造研究【JST・京大機械翻訳】

Icosahedral cluster formation in Ni-based hydrogen separation amorphous membranes and the effect of hydrogenation-a first principles structural study

著者 (4件)： Hulyalkar Madhura (Department of Chemical & Materials Engineering, University of Nevada, Reno, Reno, NV, USA) ,  Ye Wenye (Department of Chemical & Materials Engineering, University of Nevada, Reno, Reno, NV, USA) ,  Chandra Dhanesh (Department of Chemical & Materials Engineering, University of Nevada, Reno, Reno, NV, USA) ,  Mushongera Leslie T. (Department of Chemical & Materials Engineering, University of Nevada, Reno, Reno, NV, USA)
資料名： Journal of Molecular Modeling  (Journal of Molecular Modeling)
巻： 28  号： 1  ページ： 4  発行年： 2022年 
JST資料番号： W4628A  ISSN： 1610-2940  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 水素の需要は燃料電池の商業化により増加している。パラジウム(Pd)ベースの結晶膜を,石炭ベースの発電プロセスにおけるガスの混合物からの水素の分離に使用した。しかし,Pdの非常に高いコストが,安価な代替合金を探索することを促してきた。非晶質Ni-Nb-Zr合金膜は,公称温度>400°CでPd膜に匹敵する水素透過性を示す有望な安価な代替物である。高温と水素圧力への一定曝露は,膜の局所原子構造と可能な脱ガラス化の変化をもたらす。それらの水素透過性と耐久性を改善するために,これらの膜の短距離秩序を理解することが重要である。十面体クラスタは非晶質材料のビルディングブロックであり,水素は種々の異なる方法でそれらと相互作用することが期待される。密度汎関数理論に基づく分子動力学(DFT-MD)法は,最近接距離と二十面体クラスター分析の助けで,(Ni_0.6Nb_0.4)_90Zr_10と(Ni_0.6Nb_0.4)_70Zr_30非晶質膜の局所原子構造を研究するのに最適なアプローチである。それは,極端な運転条件下で膜の挙動を予測するのに役立つ。これらの非晶質合金の6つの異なる組成で3種類の二十面体(Ni中心,Zr中心,およびNb中心と呼ぶ)を同定した。温度によるこれらの二十面体の進化と水素の存在は膜の局所構造への洞察を与えた。Zrは二十面体の形成に重要な役割を果たす。水素原子は3つの異なる方法で二十面体と相互作用する。H原子はNi中心二十面体に入る傾向を示さず,二十面体外の容易な水素拡散をもたらすことが観察された。したがって,Ni中心二十面体の数が多いほど,合金の透過特性はより良くなった。Copyright The Author(s), under exclusive licence to Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature 2021 Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 高温 ,  相互作用 ,  ジルコニウム ,  *水素 ,  ニオブ ,  *ニッケル ,  パラジウム ,  燃料電池 ,  *水素化 ,  *非晶質 ,  短範囲規則度 ,  *クラスタ ,  分子動力学 ,  密度汎関数法 ,  非晶質合金

著者キーワード (4件)： アモルファス ,  水素 ,  二十面体 ,  モデリング

分類 (1件)： 膜分離  (XD02120Z)

タイトルに関連する用語 (8件)： Ni ,  水素分離 ,  非晶質膜 ,  二十面体 ,  クラスタ形成 ,  水素化 ,  第一原理 ,  研究