ホウ素を基盤とした新規2次元化合物の創成

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H03823
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料化学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 近藤 剛弘 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70373305)
• 研究協力者: 藤田 武志 ; 岡田 晋 ; 西堀 英治 ; 中村 潤児
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 二次元物質 / 硼素 / ホウ化水素 / ボロファン / ボロフェン / 水素貯蔵材料 / 水素吸蔵材料

研究成果の概要

本研究ではまずMgB2と水の反応メカニズムを調べた。MgB2のマグネシウムイオンがプロトンとイオン交換した後に加水分解がおき、この過程でホウ素を骨格とするシート物質が形成することがわかった。次に、MgB2のマグネシウムイオンをプロトンとイオン交換すると同時に、他の反応を抑制することで、水素とホウ素のみで構成される新しいホウ素を基盤とした二次元物質の形成を試みた。室温・大気圧下という温和な条件でシート物質の形成に成功した。得られたシート物質は負に帯電したホウ素の二次元シート骨格とプロトンのみにより構成され、H：B=1：1の組成比であることがわかったため「ホウ化水素シート」と名付けた。

自由記述の分野

ナノ材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

ホウ化水素シートはプロトンを保持しており、150～1200℃の幅広い温度範囲で水素分子を放出するため、電子材料、水素吸蔵材料、固体燃料、固体酸触媒としての応用が期待できる。今後、既存材料との組み合わせにより資源・エネルギー・環境に関する様々な問題を解決する新材料としての利用が期待されるほか、他の二ホウ化金属やホウ化水素シートをスタート物質として用いることで、別の新しい二次元物質の生成も期待される。