2019 年度研究成果報告書

イオン伝導制御を用いた革新的水素貯蔵材料の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14827
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	構造・機能材料
研究機関	北海道大学
研究代表者	礒部繁人北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10564370)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	イオン電導 / 添加物
研究成果の概要	本研究では、Liアミド・イミドなど無機系水素化物に代表される高重量水素密度の水素貯蔵材料を取り扱った。結果として，Liアミド・イミド系にはチタン酸リチウムなどを添加することで，水素放出反応速度が向上し，この反応速度向上はLiイオン電導度の向上と強く相関することが判明した。一方，アラネート系材料には，チタン酸リチウムを入れることで水素放出反応速度を向上させることが出来たが，リチウムイオン電導度の向上とはほとんど相関が見出せなかった。即ち，無機系水素化物の水素放出反応の律速はそれぞれ異なり，リチウムイオンの拡散が律速となる場合にチタン酸リチウム等の添加物が有効であるという知見が得られた。
自由記述の分野	材料工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	無機系水素化物の水素放出反応の律速はそれぞれ異なり，リチウムイオンの拡散が律速となる場合にチタン酸リチウム等の添加物が有効であるという知見が得られた。特に，リチウムアミドイミド系材料においてその効果が顕著であった。一方，リチウムマグネシウムアミドイミド系材料では，リチウムイオンの拡散を促進する添加物は有効でなく，KHなど他の添加物の有効性が示された。このKHの効果は，中間生成物の生成の有無が強く関係するということが見いだされた。これらの知見をもとに，適材適所の材料設計指針を立てることができると考えられる。