北大ら，室温・大気圧で動作する水素吸蔵材料を量産化

北海道大学，太平洋セメント，日本原子力研究開発機構，広島大学の研究グループは，室温・大気圧で水素を吸収する高機能水素吸蔵材料の量産化に成功した（ニュースリリース）。

研究グループは，五酸化ニオブのナノ粒子触媒を添加することで水素放出温度を低下かつ反応速度を向上させた高機能マグネシウム材料を製造した。この水素吸蔵材料は，室温で水素分圧が10万分の1気圧に達するまで高速で水素を吸引する。

この材料は大気中においては活性で取り扱いが困難なため，酸素や水蒸気により酸化しないように水素を選択的に透過する膜を開発して覆うことを試み，並行して，大気中で不活性な新規高安全性水素吸蔵材料の開発も行なった。さらに，数値シミュレーションにより空間内における水素滞留の可視化にも取り組んだ。

水素を選択的に透過する膜の作製は，放射線を利用したグラフト重合という方法で行なった。既存の多孔膜に接ぎ木のような鎖（グラフト鎖）を充填した膜について水素と水の透過度について検討した結果，水蒸気分子の溶解度が低下して水素が水蒸気よりも10倍以上高い透過度を示した。この膜により，高機能マグネシウムが水蒸気による酸化で水素吸蔵性能を損なうことなく周囲の水素濃度を下げることがでる。

さらに，水素吸蔵量はやや少ないものの，大気中において不活性で取り扱いが容易な過酸化物と酸化物の水素吸蔵性を調査した結果，銀過酸化物，酸化物及びニッケル過酸化物，酸化物は室温から150℃で水素吸蔵材料として安全に利用できることを見出した。

これにより，種々の環境温度に対応する適切な材料を効率的に配置したハイブリッド型複合水素捕集装置を開発できる。さらに，空間における水素の流れを数値シミュレーションで可視化することにより，様々な環境における安全対策としての水素捕集装置を適切に配置した無電力型水素爆発防止システムの構築が可能になった。

開発した水素捕集装置は，様々な大きさや形状を選択可能で，水素爆発の危険性のある場所（例：原子炉建屋内，水素ステーション，燃料電池自動車など）に設置できる。また，捕集装置を適切な温度まで上げることで簡単に高純度の水素が取り出すことができるため，水素供給を必要とする広範な領域での利用が見込まれるとしている。さらに水素精製，副生水素回収設備の簡素化にも応用できるという。

研究グループはこの技術を，シビアアクシデント時における原子炉建屋内の水素爆発防止を目指した要素技術とすると共に，水素ステーションや水素製造，輸送，貯蔵施設の安全確保と高純度水素の供給へ応用したいとしている。