原研と東北大,アルミニウムを主原料とする新しい水素貯蔵合金の合成に成功

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を合成することに初めて成功した。

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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る。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るが,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,成功報告はなかった。

この研究では,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た。また,放射光その場観察技術を援用することで,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った。

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る。

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