• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実績報告書

ナノ空間による錯体型水素化物の水素吸蔵放出反応の制御とその原理解明

研究課題

研究課題/領域番号 25709067
研究機関九州大学

研究代表者

李 海文  九州大学, 水素エネルギー国際研究センター, 准教授 (40400410)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード水素貯蔵
研究実績の概要

今年度は、ホウ素系錯体型水素化物をナノポーラス材料への充填方法の最適化を行い、ナノポーラス材料に充填したホウ素系錯体型水素化物の水素放出特性を調査した。また、ナノ空間制御の効果を検証するために、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応の中間化合物M2B12H12の熱分解挙動も調査した。
1)LiBH4をナノポーラスカーボンへの充填に関して、溶融法(1.0MPa水素中290℃で1h保持)は有機溶媒法(ジメチルエーテル)より充填率が高いことが分かりました。LiBH4の相変態温度、融点または水素放出温度はナノポーラスカーボンへの充填により低下した。さらに、ナノポーラスカーボンの孔径の減少に伴い、水素放出反応の低温化傾向も確認された。同様な低温化効果はナノポーラスシリカへの充填材においても確認できることから、ナノコンファインメントによる水素放出反応の低温化が示唆された。
2)昨年度独自に開発した溶媒を使用しない合成方法によりアルカリ金属ドデカボレートM2B12H12 (M = Li, Na, K)を作製し、熱重量分析ー示差熱分析等により熱分解挙動を評価した結果、M2B12H12は一段階反応により直接MHnとBまで分解することではなく、まず水素を欠損したM2B12H12-xを生成した後、(M2B12H12-x)n等の重合体の生成を経て、最終的にMHnとBまで分解するとのことがわかった。すなわち、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応において生成する中間化合物M2B12H12の熱分解反応と異なる挙動が示唆された。今後は、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応過程を精密に調査する必要があるといえる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度では、LiBH4をナノポーラス材料への充填方法の最適化を行い、ナノポーラス材料への充填によりLiBH4の水素放出温度の低温化効果が確認でき、ナノ空間制御の効果に関する重要な知見を得た。また、M2B12H12 (M = Li, Na, K)の熱分解反応はホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応において生成する中間化合物M2B12H12と異なる挙動が確認され、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応過程における精密評価の重要性が示唆された。上記の研究成果から、今年度の研究はおおむね順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

今後は、ナノポーラス材料へ充填したホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応過程を詳細に調査すると同時に、水素放出後試料の水素再吸蔵特性を系統的に評価し、ナノ空間制御の効果を検証する。また、比較検討のために、ホウ素系錯体型水素化物の水素放出反応において生成する中間化合物M2B12H12の熱分解挙動およびその制御、またはホウ素系錯体型水素化物の水素放出・再吸蔵反応との相関についても調査する。

次年度使用額が生じた理由

ナノポーラス材料へのホウ素系錯体型水素化物の充填およびその水素放出特性の評価等の実験に関して、予定より順調に遂行することができたため、本年度では一部の旅費および人件費・謝金の支出が必要としなくなったため、次年度使用額が生じた次第である。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額は、試薬などの物品購入に使用する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 5件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Improved Dehydrogenation and Rehydrogenation Properties of LiBH4 by Nanosized Ni Addition2014

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, Y. Yan, E. Akiba, S. Orimo
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 55 ページ: 1134-1137

    • DOI

      10.2320/matertrans.MG201407

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ダブルメタルドデカボレートLiNaB12H12の単相合成と熱分析評価2015

    • 著者名/発表者名
      李 海文, He Liqing, FILINCHUK Yaroslav, HWANG Sonjong, HAGEMANN Hans, 秋葉悦男
    • 学会等名
      日本金属学会2015年春期(第156回)大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-19
  • [学会発表] Hydrogen Energy and Hydrogen Storage Materials2015

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li
    • 学会等名
      Institute of Condensed Matter and Nanosciences Seminar, University catholique de Louvain
    • 発表場所
      Louvain-La-Neuve, Belgium
    • 年月日
      2015-02-27 – 2015-02-27
    • 招待講演
  • [学会発表] メタルボロハイドライドの開発状況と展望2014

    • 著者名/発表者名
      李海文, He Liqing, 秋葉悦男
    • 学会等名
      水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-11
  • [学会発表] Development of Metal Borohydrides for Efficient Energy Storage2014

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li
    • 学会等名
      Chemistry Seminar Lecture at Department of Chemistry of Aarhus University
    • 発表場所
      Aarhus, Denmark
    • 年月日
      2014-10-02 – 2014-10-02
    • 招待講演
  • [学会発表] 単相M2(B12BH12)n(M = Li, Na, K)の熱分解挙動の評価2014

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, L. He, E. Akiba
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期(第155回)大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-26
  • [学会発表] Metal Borohydrides for Reversible High Density Hydrogen Storage, -Focusing on Metal Dodecaborate-2014

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, L. He, S. Hwang, E. Akiba
    • 学会等名
      The International Meeting on Advanced Material Science for Hydrogen
    • 発表場所
      University of the Ryukyu, Japan
    • 年月日
      2014-08-27 – 2014-08-27
  • [学会発表] Metal borohydrides for high-capacity solid-state hydrogen storage2014

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, E. Akiba
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Energy Challenges and Mechanics (ECM2)
    • 発表場所
      Aberdeen, UK
    • 年月日
      2014-08-19 – 2014-08-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Syntheses of Anhydrous Alkali Metal Dodecaborates M2B12H12 (M = Li, Na, K) Via Non-solvent Process2014

    • 著者名/発表者名
      L. He, H.-W. Li, S. Hwang, E. Akiba
    • 学会等名
      Grand Renewable Energy 2014
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2014-07-30 – 2014-07-30
  • [学会発表] A Novel Synthesis Process of Anhydrous Alkali Metal Dodecaborate M2B12H12 (M = Li, Na, K) Using Decaborane B10H142014

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, L. He, S. Hwang, E. Akiba
    • 学会等名
      14th International Symposium on Metal-Hydrogen Systems 2014 (MH2014)
    • 発表場所
      Salford, UK
    • 年月日
      2014-07-24 – 2014-07-24
  • [学会発表] Materials Designing of Metal Borohydrides for High Capacity Hydrogen Storage2014

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Li, E. Akiba
    • 学会等名
      2014 EMN East Meeting
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-05-13 – 2014-05-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 高密度水素貯蔵を目指したホウ素系錯体型水素化物の開発2014

    • 著者名/発表者名
      李海文
    • 学会等名
      第59回中国四国産学連携化学フォーラム
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2014-04-11 – 2014-04-11
    • 招待講演
  • [図書] 水素利用技術集成Vol.42014

    • 著者名/発表者名
      李海文, 秋葉悦男
    • 総ページ数
      354
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
  • [図書] 水素の事典2014

    • 著者名/発表者名
      李海文, 折茂慎一,竹下博之
    • 総ページ数
      704
    • 出版者
      朝倉書店
  • [備考] 水素貯蔵システム研究室

    • URL

      http://www.mech.kyushu-u.ac.jp/~hssl/

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi