プレスリリース・研究成果

クロムに7つの水素を結合させることに成功 -ハイドライド・ギャップの克服へ-

 東北大学金属材料研究所の高木成幸助教と同大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の折茂慎一教授らの研究グループは、水素と結合しにくいと考えられてきたクロムに7つの水素が結合した水素化物の合成に成功しました。これは、日本原子力研究開発機構、高エネルギー加速器研究機構、豊田中央研究所との共同研究による成果です。

 金属元素の中には、単独では水素と結合しにくい元素群(=ハイドライド・ギャップ)が存在します。一方、これらの元素は錯体水素化物を形成することで多くの水素と結合することができます。唯一の例外がめっきやステンレス鋼などに用いられるクロムであり、単独でも、また錯体水素化物においても、何れも水素とは結合しないと考えられてきました。

 今回研究グループは、水素が特定の対称性をもってクロムの周りに配置するとき、一般的な金属元素よりも多くの水素が結合した錯体水素化物が形成されることを理論的に予測しました。また理論予測に基づき、クロムを含む新たな水素化物の合成に成功し、中性子線と赤外線を利用して実際にクロムと7つの水素が結合していることを確認しました。この成果は、長年の課題であったハイドライド・ギャップを克服することにも繋がりました。

 水素を高密度に含む水素化物は、水素貯蔵材料に加えて超伝導材料としての応用が期待されるなど、近年多くの注目を集めています。今回の研究成果は、水素を高密度に含む水素化物の探索に向けて新たな指針を提示する重要な成果として、ドイツ科学雑誌「Angewandte Chemie International Edition」に受理され、平成27年(2015年)3月13日(現地時間)にオンライン掲載されました。

 

詳細(プレスリリース本文)http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20150317_02web.pdf  [PDF:567KB]