固相の軽金属化合物からなる水素吸蔵放出反応系における熱力学特性の解明

本研究は,軽元素からなる水素貯蔵物質の水素吸蔵・放出反応について,平衡状態付近の組成分析を行い,その熱力学的特性を解明することを目的としている。対象とする反応はLiNH_2(リチウムアミド)+LiH(水素化リチウム)〓Li_2NH(リチウムイミド)+H_2(水素)であり,この反応は,アンモニアを媒介とした二つの素反応:2LiNH_2→Li_2NH+NH_3(1),LiH+NH_3→LiNH_2+H_2(2)から構成される。本年度は素反応(1)の熱力学特性を明らかにする目的で,以下の調査を行った。水素貯蔵物質の熱力学特性を調査する方法として,水素化・脱水素化過程の圧力-組成等温線(PCT)測定が一般的に用いられている。本研究では,この手法をリチウムアミドの生成反応に適用し,リチウムイミド/リチウムアミドの二相共存状態におけるアンモニアプラトー圧の温度依存性からリチウムアミドの熱力学特性を評価した。これらのプラトー圧のvan't Hoffプロットから上記の素反応(1)の反応熱及びエントロピー変化を評価した。さらに,リチウムアミドの標準生成エンタルピー,標準エントロピーを算出した。これまでの研究で,二つの素反応について得られた反応熱及びエントロピー変化を用いてGibbs自由エネルギー変化を考慮することにより,水素フロー雰囲気下でリチウムアミドの熱処理によって生成する物質の熱力学的安定性を理解することが可能となった。

本研究は,軽元素からなる水素貯蔵物質の水素吸蔵・放出反応について,平衡状態付近の組成分析を行い,その熱力学的特性を解明することを目的としている。対象とする反応はLiNH_2(リチウムアミド)+LiH(水素化リチウム)〓Li_2NH(リチウムイミド)+H_2(水素)であり,この反応は,アンモニアを媒介とした二つの素反応:2LiNH_2→Li_2NH+NH_3(1),LiH+NH_3→LiNH_2+H_2(2)から構成される。本年度は素反応(1)の熱力学特性を明らかにする目的で,以下の調査を行った。水素貯蔵物質の熱力学特性を調査する方法として,水素化・脱水素化過程の圧力-組成等温線(PCT)測定が一般的に用いられている。本研究では,この手法をリチウムアミドの生成反応に適用し,リチウムイミド/リチウムアミドの二相共存状態におけるアンモニアプラトー圧の温度依存性からリチウムアミドの熱力学特性を評価した。これらのプラトー圧のvan't Hoffプロットから上記の素反応(1)の反応熱及びエントロピー変化を評価した。さらに,リチウムアミドの標準生成エンタルピー,標準エントロピーを算出した。これまでの研究で,二つの素反応について得られた反応熱及びエントロピー変化を用いてGibbs自由エネルギー変化を考慮することにより,水素フロー雰囲気下でリチウムアミドの熱処理によって生成する物質の熱力学的安定性を理解することが可能となった。