水素化物複合システムを用いた高性能水素貯蔵材料の開発

Mg(NH2)2等の窒素系およびLiBH4等のホウ素系錯体型水素化物は5質量%以上の水素を含有するため、高密度水素貯蔵材料として期待されている。実用化には、水素放出温度が高く、再水素化が進行しにくい等の課題がある。本研究では、Mg(NH2)2-LiH系のように、水素化物複合システムを設計することによって、水素吸蔵放出反応の熱力学的・速度論的特性の飛躍的改善を目指している。本年度では、多原子陰イオンを有するMg2NiH4-M(NH2)xの複合システム（M=Li, Na, Mg）の水素放出特性を熱重量―示差熱分析と質量分析により評価した。Mg2NiH4の水素放出開始反応は約170℃であるのに対して、Mg2NiH4-M(NH2)xのいずれも約140℃付近まで低下した。500℃まで昇温すると、全てのMg2NiH4-M(NH2)x試料は多段的に分解することが示差熱分析と質量分析の結果から確認された。Mg2NiH4-Mg(NH2)2試料では約180～500℃の広い温度範囲においてアンモニアの放出が確認されたのに対して、Mg2NiH4-2NaNH2では350～400℃付近でアンモニアの放出が検出された。上記以外のMg2NiH4-M(NH2)x試料において、熱分解によるアンモニアの放出がほとんど確認されなかった。今後は、Mg2NiH4-M(NH2)x複合システムの熱分解過程および水素再吸蔵特性を系統的に評価する必要がある。

Mg(NH2)2等の窒素系およびLiBH4等のホウ素系錯体型水素化物は5質量%以上の水素を含有するため、高密度水素貯蔵材料として期待されている。実用化には、水素放出温度が高く、再水素化が進行しにくい等の課題がある。本研究では、Mg(NH2)2-LiH系のように、水素化物複合システムを設計することによって、水素吸蔵放出反応の熱力学的・速度論的特性の飛躍的改善を目指している。本年度では、多原子陰イオンを有するMg2NiH4-M(NH2)xの複合システム（M=Li, Na, Mg）の水素放出特性を熱重量―示差熱分析と質量分析により評価した。Mg2NiH4の水素放出開始反応は約170℃であるのに対して、Mg2NiH4-M(NH2)xのいずれも約140℃付近まで低下した。500℃まで昇温すると、全てのMg2NiH4-M(NH2)x試料は多段的に分解することが示差熱分析と質量分析の結果から確認された。Mg2NiH4-Mg(NH2)2試料では約180～500℃の広い温度範囲においてアンモニアの放出が確認されたのに対して、Mg2NiH4-2NaNH2では350～400℃付近でアンモニアの放出が検出された。上記以外のMg2NiH4-M(NH2)x試料において、熱分解によるアンモニアの放出がほとんど確認されなかった。今後は、Mg2NiH4-M(NH2)x複合システムの熱分解過程および水素再吸蔵特性を系統的に評価する必要がある。