水素の超臨界流体相で生じるオルソ－パラ転換の機構解明

• 研究課題/領域番号: 24K01427
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 中山 敦子 岩手大学, 理工学部, 教授 (50399383)
• 研究分担者: 町田 真一 一般財団法人総合科学研究機構, 中性子科学センター, 副主任研究員 (30554373) ; 中野 智志 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主幹研究員 (50343869) ; 清水 克哉 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (70283736)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2026年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2025年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円); 2024年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: 水素 / 超臨界流体相 / オルソ－パラ転換 / 高圧力 / 無触媒

研究開始時の研究の概要

水素エネルギー利用で鍵となる常圧下の液化過程では、発熱反応であるオルソ水素からパラ水素への転換速度（通常は数日間かかる）の高速化が重要課題である。課題解決には気相、液相と隣接する超臨界流体相の性質を知ることが重要であるが、1GPa以下の圧力領域の情報は極めて少ない。本研究では、申請者が発見した「オルソ－パラ転換の前駆現象である流体－流体転移」や、「グラファイトとの共存で誘起される流体－流体転移圧力低減の原因」の洞察を得て、無触媒で瞬時に生じる超臨界流体相でのオルソ－パラ転換機構を解明する。圧力によって転換が加速できれば、水素の製造・貯蔵で問題となる蒸発問題を回避するシステムの解明が期待される。