アルカリ金属水素化ホウ素化合物の合成法の調査

摘要

アルカリ金属の水素化ホウ素化合物，例えば水素化ホウ素ナトリウム（NaBH{sub}4）は選択性の富んだ還元剤であり，医薬品や有機薬品の合成，重金属の回収等に利用されている他，高い水素含有量から燃料電池の燃料としても期待されている．当研究室ではアルカリ金属の水素化ホウ素化合物の水溶液を利用した水素発生とともに，水素化ホウ素化合物のプロタイド(H{sup}-)の高い理論電池電圧にも注目し燃料電池による直接発電(BFC)の研究を行っている．アルカリ金属の水素化ホウ素化合物の合成については，1940年代にSchlesingerらにより水素化ホウ素リチウム（LiBH{sub}4）合成法が報告され次いでNaBH{sub}4，KBH{sub}4の合成にも成功した．1950年代にも多くの研究がなされ，ナトリウムのホウ酸塩であるホウ砂（Na{sub}2B{sub}4O{sub}7-10H{sub}2O）を原料としたNaBH{sub}4の工業的製造法と，NaBH{sub}4の金属置換によるLiBH．やKBH{sub}4の製造が確立された．しかしこの方法ではNaBH{sub}4の製造コストが高く，市場価格は1kgあたり約1万円と非常に高価である．そのため我々が考えている水素化ホウ素化合物を燃料とした燃料電池は高付加価値の分野への応用に限定せざるを得ない．一方二次電池としての利用を考えた場合には燃料せ再生（リサイクル）する必要となるが，使用済み燃料としてやはりホウ酸塩（メタホウ酸塩，例えばNaBO{sub}2）が得られる．そのため水素化ホウ素化合物を燃料とした燃料電池システムを大規模に普及させるためにはホウ酸塩を原料とした水素化ホウ素化合物合成の安価なプロセスの開発が必要となる．ここではホウ酸やアルカリ金属のホウ酸塩を原料とした水素化ホウ素化合物の合成について過去に報告されている特許を中心にまとめ，新しい合成法開発の手がかりとしたい．