近年、日本国内において脱石油燃料を目指して水素燃料の開発が盛んに進められているが、水素社会実現に向けて克服すべき課題の一つに水素貯蔵技術の開発が挙げられる。有機ハイドライド法は、有機化合物中に水素を貯蔵する技術であるが、温和な条件下で高効率に進行させることが課題であった。電気化学的手法による有機ハイドライド法は、電位を設定するだけで酸化還元反応を比較的簡便に制御することが可能であるものの、水素貯蔵材料に含まれる不純物が電極の不活化を引き起こすことや拡散律速により反応効率が徐々に低下していくことが課題である。 そこで、本研究課題では電極上に水素貯蔵材料の自己組織化単分子膜(SAM膜)を形成し、電極表面上で水素化および脱水素化反応を効率的に進行させることで上述のような課題を解決できるよう目指した。主な検討項目としては、鎖長が短いSAM膜を安定的に修飾する条件の検討、および、水素貯蔵材料としての役割を果たすSAM膜末端構造のスクリーニングを行った。修飾条件の検討については、フェニルエタンチオールを金作用電極に修飾させ、電気化学測定によって得られた還元脱離波の電気量から修飾率を算出し、修飾条件(温度、濃度、時間)について比較を行った。また、SAM膜末端構造の最適化をするために、数種類(ベンゼン、ナフタレン、ピリジンなど)の水素貯蔵材料を金作用電極で電気化学応答を確認し、GC/MS分析から生成物の同定を行った。
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