平成２５年9月19日
独立行政法人日本原子力研究開発機構
東北大学金属材料研究所
東北大学原子分子材料科学高等研究機構
独立行政法人日本原子力研究開発機構の研究グループは、東北大学金属材料研究所、同大学原子分子材料科学高等研究機構との共同研究により、アルミニウムを主原料とする合金を用いて侵入型水素化物1）を合成することに初めて成功しました。
侵入型水素化物は水素吸収‐放出サイクルが実現可能であることから水素貯蔵合金として利用されています。燃料電池自動車への搭載にあたり、軽量な材料の開発が求められていますが、これまで軽量化に有効なアルミニウムを主原料とする侵入型水素化物の合成について、成功報告はありませんでした。
本研究では、高温高圧の水素にアルミニウムと銅の合金であるAl2Cuを反応させることで水素化物Al2CuHを合成することに世界で初めて成功しました。また、放射光その場観察技術2)を援用することで、合成条件を迅速に決定することができました。合成された水素化物の結晶構造をX線回折実験および第一原理計算3）による理論計算によって詳しく調べたところ、金属原子が作る格子の隙間に水素原子が入った侵入型の水素化物であることが明らかになりました。
今回の成果により、軽量で安価なアルミニウムを主原料とした、燃料電池自動車のための高性能な水素貯蔵技術を実現するためのブレークスルーがもたらされます。
本研究の一部は「燃料電池自動車用水素貯蔵材料に関する調査研究」のもと、新エネルギー産業技術総合開発機構(NEDO)の委託を受け、SPring-8の利用課題として行われました。本研究成果は米国科学誌｢APL Materials｣に近日オンライン掲載される予定です。
以上