平成20年10月20日
独立行政法人日本原子力研究開発機構
独立行政法人日本原子力研究開発機構（理事長 岡﨑俊雄、以下「原子力機構」と言う）は、将来の水素社会に必要不可欠な水素貯蔵材料1）として有望視されるアルミニウム水素化物2)の新しい合成方法として、アルミニウムと水素の直接反応3）による合成に世界で初めて成功しました。これにより水素エネルギー社会の実現に不可欠な、軽量水素貯蔵材料の開発が加速されることが期待されます。これは、原子力機構・量子ビーム応用研究部門・放射光高密度物質科学研究グループの齋藤寛之任期付研究員及び同部門・青木勝敏上級研究主席らによる｢大型放射光施設SPring-84｣｣を用いた放射光X線回折実験の研究成果です。
従来から知られているランタン・ニッケル水素化物などの水素吸蔵合金は、比較的低い圧力で水素を吸蔵することができますが、アルミニウムは非常に高い圧力でないと水素を吸蔵できません。また、金属表面に形成される不動態皮膜5）と呼ばれる酸化膜が水素化反応を妨げるため、水素との直接反応によるアルミニウム水素化物の合成は困難とされてきました。しかし、アルミニウム水素化物は、水素を高密度で含有(水素の重量密度が約10％)するため、燃料電池などに用いる水素貯蔵材料としては最適です。直接反応が可能になれば、アルミニウムへ異種金属を添加した新しい軽金属合金を用いることも可能で、より低い圧力で水素を吸蔵する新しい水素吸蔵材料の開発につながります。これは、クリーンな水素エネルギー社会実現へ向けた一歩です。
今回、原子力機構の研究グループは、約六百度・九万気圧の高温高圧下において水素が極めて反応性の高い水素流体になることを利用して、直接反応によるアルミニウム水素化物の合成に世界で初めて成功しました。大型放射光施設SPring-8のX線回折実験で｢その場観察6)｣を行ったところ、水素吸収過程とその逆反応である水素放出過程を観測することができました。反応性の高い水素流体が不動態皮膜を除去したと考えられます。
本研究は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託事業｢水素貯蔵材料先端基盤研究事業｣によるもので、重要課題としてその推進が期待されています。
なお、この成果は米科学誌｢Applied Physics Letters｣の10月17日(米国時間)電子版に掲載されました。
以上