リチウム水素化物を添加し不安定化処理した水素吸蔵黒鉛の水素貯蔵特性

摘要

ナノ構造化グラファイト（C~(nano)H_x）の「水素放出に高温を要する」，「水素吸蔵·放出の可逆性に乏しい」という課題を改善するため，C~(nano)H_xにLiHを添加しミリング処理により複合化したLi-C-H系材料を創製し，その熱力学的な特性および構造特性を評価した。結果として。 作製されたC~(nano)H_x：LiH（2：1）試料は，C~(nano)H_x－OH＿TおよびLiHそれぞれの分解温度よりも著しく低温の350°Cで水素と微量の炭化水素を放出した。 また，水素放出後は，ナノ構造状態の炭素(C~(nano))とLiが結合することで，再水素化可能なナノ複合体（CLi）~(nano)を形成していることが明らかになった。 したがって，ミリング処理によりナノスケールでC~(nano)H_xとLiHが密に接触することで，C~(nano)H_x中の極性を有する炭化水素基が安定なイオン結晶であるLiHと相互作用し、C-H結合，およびLi-Hがともに不安定化し。 それぞれの構成物質に吸蔵されていた水素が，著しく低温で放出されると結論される。 さらに，Li-C-H系材料は，水素放出後にナノ構造が維持されるため，C~(nano)H_xでは不可能であった水素の再吸蔵が可能となった。 Li-C-H系材料のサイクル特性において注目すべき点は，一度脱水素化·再水素化処理を繰り返した後は，炭化水素の放出がまったく観測されず水素のみが放出されることである。 つまり。 Li-C-H系材料は約4.5mass％の水素を350°Cで可逆に吸蔵·放出することが可能であると言える。