2005 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
05F05673
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Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
城 強 (徐 強) 独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ZHANG Xinbo 独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 外国人特別研究員
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Keywords | 水素 / エネルギー / 燃料電池 / 水素貯蔵 |
Research Abstract |
来る水素エネルギー社会を支えるキーテクノロジーとして、高効率水素貯蔵技術の確立が求められている。本研究では、従来技術の改良ではなく、まったく新しい試みとして、従来報告されていなかった前周期軽元素水素化合物を有望な化学的(非吸着系)水素貯蔵材料として取り上げ、高性能可逆的水素貯蔵技術の確立を目的とする。前周期軽元素主体水素化合物は、高い水素密度を持ち、高性能可逆的水素貯蔵材料としての可能性が高い。これまで、可逆的に水素を吸収・放出できる材料は周期表の第1周期から第15周期までの元素に限られていたが、本研究は、初めて第16周期まで可逆的水素貯蔵材料を広げた、新しいコンセプトに基づく軽元素主体材料による水素貯蔵材料である酸化ナトリウムの可逆的水素吸収・放出特性を明らかにすると共に、水素解離・吸収反応の反応機構を第一原理計算及び理論化学計算手法を用いて解明した。特に、Naに結合し、負電荷を持つ水素(H^<δ->)とNaOに結合し、正電荷を持つ水素(H^<δ+>)間に2水素結合Na-H^<δ->【triple bond】H^<δ+>-ONa(Dihydrogen bonding)が形成し、反応中間体として水素の解離、吸収過程に重要な役割を果たすことを明らかにした。本研究結果により、2水素結合はNa-O-H系のみならず、高い水素含有量を含むLi-N-H系などの化学水素貯蔵材料の水素吸収・放出反応機構を理解する上で重要であることが明らかになった。本研究成果は、前周期軽元素主体水素化合物に基づく水素貯蔵材料の設計・探索に良い指針を与えるものである。
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