2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ空間による錯体型水素化物の水素吸蔵放出反応の制御とその原理解明
| Project/Area Number |
25709067
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
李 海文 九州大学, 水素エネルギー国際研究センター, 准教授 (40400410)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 水素貯蔵 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、ホウ素系錯体型水素化物をナノポーラス材料への充填方法の最適化を行い、ナノポーラス材料に充填したホウ素系錯体型水素化物の水素放出特性を調査した。また、ナノ空間制御の効果を検証するために、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応の中間化合物M2B12H12の熱分解挙動も調査した。
1)LiBH4をナノポーラスカーボンへの充填に関して、溶融法（1.0MPa水素中290℃で1h保持）は有機溶媒法（ジメチルエーテル）より充填率が高いことが分かりました。LiBH4の相変態温度、融点または水素放出温度はナノポーラスカーボンへの充填により低下した。さらに、ナノポーラスカーボンの孔径の減少に伴い、水素放出反応の低温化傾向も確認された。同様な低温化効果はナノポーラスシリカへの充填材においても確認できることから、ナノコンファインメントによる水素放出反応の低温化が示唆された。
2)昨年度独自に開発した溶媒を使用しない合成方法によりアルカリ金属ﾄﾞﾃﾞｶﾎﾞﾚｰﾄM2B12H12 (M = Li, Na, K）を作製し、熱重量分析ー示差熱分析等により熱分解挙動を評価した結果、M2B12H12は一段階反応により直接MHnとBまで分解することではなく、まず水素を欠損したM2B12H12-xを生成した後、(M2B12H12-x)n等の重合体の生成を経て、最終的にMHnとBまで分解するとのことがわかった。すなわち、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応において生成する中間化合物M2B12H12の熱分解反応と異なる挙動が示唆された。今後は、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応過程を精密に調査する必要があるといえる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度では、LiBH4をナノポーラス材料への充填方法の最適化を行い、ナノポーラス材料への充填によりLiBH4の水素放出温度の低温化効果が確認でき、ナノ空間制御の効果に関する重要な知見を得た。また、M2B12H12 (M = Li, Na, K）の熱分解反応はホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応において生成する中間化合物M2B12H12と異なる挙動が確認され、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応過程における精密評価の重要性が示唆された。上記の研究成果から、今年度の研究はおおむね順調に進展していると判断する。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ナノポーラス材料へ充填したホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応過程を詳細に調査すると同時に、水素放出後試料の水素再吸蔵特性を系統的に評価し、ナノ空間制御の効果を検証する。また、比較検討のために、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応において生成する中間化合物M2B12H12の熱分解挙動およびその制御、またはホウ素系錯体型水素化物の水素放出・再吸蔵反応との相関についても調査する。
|
| Causes of Carryover |
ナノポーラス材料へのホウ素系錯体型水素化物の充填およびその水素放出特性の評価等の実験に関して、予定より順調に遂行することができたため、本年度では一部の旅費および人件費・謝金の支出が必要としなくなったため、次年度使用額が生じた次第である。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は、試薬などの物品購入に使用する。
|
