Li-N-H系水素貯蔵材料

摘要

以上，これまで進められてきたLi-N-H系の水素貯蔵特性の発現機構を中心に解説してきた。 最近，筆者らはこれらの成果（アンモニアを仲介とする素反応モデル）を踏まえて，Li-N-H系より水素吸蔵に伴うエンタルピー変化△Hの小さな新規Li-Mg-N-H系材料3Mg（NH_2）_2＋8LiH<=>Mg_3N_2＋4Li_2NH＋8H_2（7質量％）（7）の開発に成功した．この材料は，200°Cにおいて，6質量％以上の水素を5.5MPa以上の水素圧で放出することが確認された．これらLi-Mg-N-H系については，近年様々な興味深い進展があった。 この詳糸田は，本特集の中で東北大の折茂氏らによって解説される．最後に，軽量元素からなる無機材料の今後を展望してみる．M-N-H系材料は水素貯蔵材料として注目されてからの歴史は浅く，専門性は多岐にわたっている．従来の水素貯蔵材料は，水素原子に対してホストとなる金属原子の質量が大きく，主に水素のダイナミクスのみが議論されてきた，しかしながら，本解説で取り上げたLi-N-H系は軽量元素で構成されているため，反応時に見られる拡散は，水素のみであるとは限らない．従って，こうした全ての原子の移動·動きを考慮にいれた固相反応を今後解明していかなければならない．逆に,こうした性質が，これまで従来の水素吸蔵合金において敬遠されてきた不均化反応をむしろ積極的に利用できるゆえhでもある．さらに，水素吸蔵·放出反応特有の問題として，表面，特に表面改質の手段としての不均一触媒の開発およびその機構解明は今後の水素貯蔵機能を向上させていく上で欠かせない命題である．もちろh，こうした問題を厳密な熱力学的背景のもとで議論する必要がある。 従って，工学·化学·物理を専門とする様々な背景を有した研究者の協力なくしては,本解説で取り扱ったM-N-H系水素貯蔵材料の更なる発展は望めない．総合的な取り組みを今後期待したい．