水素の高密度貯蔵・放出を担うレドックス有機高分子の創出

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水素は、エネルギー密度が高く（142 kJ/g）、クリーンエネルギーとして注目されている。国内でも、水素の製造、貯蔵、使用に関して活発に研究されている。中でも、水素貯蔵は発展途上である。現在は、国内外において、化学結合を介して水素ガスを貯蔵できる液体有機ハイドライドが注目されており、錯体触媒存在下で水素貯蔵・放出できることが報告されている。本研究では、可逆的な水素化・水素発生が明らかとなっているフルオレノン/フルオレノールに比べ、コンパクトな分子構造である１-インダノンに着目、質量水素密度を保持するために主鎖骨格としてポリビニルを選択し、ポリ(ビニルインダノン)を合成した。同ポリマーは、Ir錯体触媒存在下、常温、水素フロー下、５時間で１００%の水素付加体ポリ(ビニルインダノール)を生成した。その後。２５－５０℃の比較的低い温度において１－３時間で水素を放出した（１６７ mL/g, １.５ wt%）。さらに、ゲル状であっても可逆的に水素化・水素発生することを明らかにした。これまでに、二級アルコールのポリマーによる水素貯蔵を可能にしてきた。一方で、質量水素密度は３wt%程度に留まってしまっていた。そこで、水素貯蔵部位を第一級アルコールへと拡張し、側鎖に二つのアルコール部位を持つポリ(ジアリルアルコール)を設計・合成した。その水素発生（５４７ mL/g, ４.５ wt%）を明らかにし、質量水素密度として有機ハイドライドと同程度を達成した。これは、高分子型水素貯蔵材料の実用化に向けて、非常に重要な結果であると考える。