水素と親和性の高い金属間化合物電子化物の探索：軟らかさからの新アプロ-チ

寻找对氢具有高亲和力的金属间电子化合物：基于柔软性的新方法

基本信息

批准号：
22H02172
负责人：
溝口拓
金额：
$ 10.9万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本PJでは、安価なNiをベ-スとした金属間化合物に空隙を導入することにより出現する化学的に活性な電子を触媒反応へと適用することを狙う。電子化物中の活性な電子は、低温で水素イオンと置換することが多く、これらの物質を、水素が絡んだ化学反応に適用することは興味深い。2022年度は、仕事関数及び、結晶格子の硬さに着目して、Ni基の金属間化合物を中心に電子化物の物質探索を行った。その結果として、水素吸蔵特性を持つ金属間化合物を効率的に発見できるようになった。得られた成果を、３つのサブテ-マ毎に、以下に記す。(1)電子化物: 水素吸蔵材料を含めて、ユニ-クな物性を持つ電子化物的金属間化合物を探索した。中でも、ハ-フホイスラ型結晶構造を有する半導体は面白い。約0.1-0.2eVの小さなバンドギャップ（Eg）を持つLiAlX(X=Si, Ge)はn型半導体である。その伝導帯底は、実空間では空隙に位置し、電子化物的描像が実現している。この特徴は、典型元素イオンから構成される。ジンクブレンド型副格子を持つ半導体の一般的特徴であることを見出した。(2)アンモニア分解用触媒: アンモニアを低温で分解し、水素の取り出しが可能な触媒への適用を検討した。ガスクロとマスフロ－メ－タを組み合わせ、データの自動取り込みが可能な触媒活性評価装置を組みつつある。これを用いて、500以上の様々な試料を迅速評価することにより、Ru金属触媒の活性には及ばないものの、400℃で活性を示すNi系金属触媒を発見した。(3)水素分子のオルソパラ転移触媒: 低温（20-77K）にて、水素分子の核スピン配置の高速転換が可能な触媒材料への適用を検討した。金属、金属間化合物、半導体、半金属などの活性を網羅的に調査することにより、LDHなどを含む興味深い物質を発見した。しかしながら、明確な材料探索指針はまだ見つかっていない。

该PJ旨在通过将空隙引入廉价的基于Ni的金属间化合物中，以应用催化反应中出现的化学活性电子。电子中的活性电子通常在低温下取代氢离子，有趣的是将这些物质应用于涉及氢的化学反应。在2022财年，我们专注于工作功能和晶格的硬度，并寻找电子材料的材料，重点是基于Ni的金属间化合物。结果，可以有效地发现具有氢存储特性的金属间化合物。在下面为三个子观点中的每个人描述了获得的结果。（1）电子：我们搜索具有独特物理特性的电子金属间化合物，包括吸收氢的材料。其中，具有huff-Huismra型晶体结构的半导体很有趣。 LiALX（X = SI，GE）的小带隙（例如）约为0.1-0.2EV，是N型半导体。导带的底部位于真实空间中的空隙中，并实现了电子图像。此功能由典型的元素离子组成。已经发现，这是具有锌混合型子晶格的半导体的一般特征。（2）氨分解催化剂：我们研究了可以在低温下分解氨并提取氢的催化剂的应用。正在创建一种催化活性评估设备，将气相色谱与质量流量计结合起来，以自动捕获数据。使用它，我们迅速评估了500多种不同的样品，并发现了一种基于Ni的金属催化剂，该催化剂在400°C下表现出活性，尽管不如RU金属催化剂有效。（3）氢分子的正骨转移催化剂：我们研究了催化材料的应用，该材料允许在低温下（20-77K）快速转化氢分子的核自旋构型。通过全面研究金属，金属间化合物，半导体，半金属和其他金属的活性，我们发现了包括LDH在内的有趣物质。但是，尚未找到明确的搜索指南。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Intermetallic YIr2 nanoparticles with negatively charged Ir active sites for catalytic hydrogenation of cyclohexanone to cyclohexanol

具有带负电 Ir 活性位点的金属间 YIr2 纳米颗粒用于环己酮催化加氢制环己醇

DOI：
10.1039/d2cy00198e
发表时间：
2022
期刊：
Catalysis Science & Technology
影响因子：
5
作者：
Kobayashi Yasukazu;Tada Shohei;Kondo Masaru;Fujiwara Kakeru;Mizoguchi Hiroshi
通讯作者：
Mizoguchi Hiroshi

Unique Conduction Band Minimum of Semiconductors Possessing a Zincblende-Type Framework