高密度水素化物の創製に向けた革新的反応場の構築

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H02420
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 藤岡 正弥 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (40637740)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 水素化物 / 固体電気化学 / 高圧合成 / 第一原理計算

研究成果の概要

本研究課題は、高濃度に水素を含有した化合物を創出することを目的に、「圧力」「温度」「電圧」の3つのパラメータを同時に変調可能な新たな物質合成手法「高圧固体電気化学法」を開発した。これにより、ペロブスカイト酸化物の酸素サイトをヒドリドに置換した、緻密なバルク多結晶体を合成することに成功している。この手法により得られたBaTiO3-xHxは従来法により得られた試料よりも室温で10の5乗程度低い電気抵抗率を示し、粒界抵抗を大きく低減したことが明らかとなった。このように、本質的な物性調査が可能となったことで、当該研究分野の大きな発展が期待される。

自由記述の分野

無機材料合成

研究成果の学術的意義や社会的意義

高密度に水素イオンを含有した化合物は、イオン伝導、水素吸蔵、そして超伝導に至るまで、様々な分野において従来の特性を凌駕する可能性を秘めており、高密度水素化物を創出する取り組みは、水素社会の実現やエネルギー問題の解決に関わる極めて重要な研究課題である。しかし、水素は常温常圧で透過性の高い気体であり、常圧で利用できる高密度水素化物を創出することは極めて難しい。高圧固体電気化学法は、温度、圧力、電圧を制御することで、水素を固体中に導入し、熱力学的に準安定な状態で取り出す合成手法であり、今後様々な新規機能性水素化物を創出するものと期待される。