理化学研究所、近畿大学
東京科学大学、量子科学技術研究開発機構
高エネルギー加速器研究機構、茨城大学
概要
理化学研究所（理研）開拓研究所小林固体化学研究室の小林玄器主任研究員、竹入史隆研究員（研究当時、現近畿大学理工学部理学科化学コース講師）、東京科学大学総合研究院元素戦略MDX研究センターの北野政明教授、量子科学技術研究開発機構の大和田謙二グループリーダー、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所の森一広教授（茨城大学学術研究院応用理工学野教授）らの共同研究グループは、メカノケミカル反応を用いることで、負の電荷を持つ水素“ヒドリド（H–）”を多量に含む遷移金属酸水素化物を開発し、触媒活性の大幅な向上に成功しました。
この結果は合成・機能・解析のいずれの観点からも興味深く、H–を含む機能性材料の新たな開発指針となる成果といえます。
今世紀初頭から、H–を含む酸化物（酸水素化物）の有用性に関する報告が増加しており、その代表例である水素化チタン酸バリウム（BaTiO3–xHx）は、触媒やイオニクス材料としての応用が期待されています。そのH–量の上限（2種類以上の元素が溶け合うことができる限界の比率である固溶限界）は0.6（結晶の中で陰イオン全体でH–量は2割）程度にとどまっていました。
今回、共同研究グループは、メカノケミカル法を用い、同物質のH–固溶限界を1まで拡張することに成功しました。得られたBaTiO3–xHxはアンモニアを合成する触媒として従来の3倍を超える高い活性が得られました。また、本合成法では、従来法で得られた酸水素化物と比較して10倍もの格子ひずみ（結晶格子が歪むことで原子間の距離や角度が変化した状態）が存在し、それが高い活性に寄与していることも分かり、触媒活性の向上につながる新たな因子を捉えることができました。
本研究は、科学雑誌『Journal of the American Chemical Society』のオンライン版（7月1日付）に掲載されました。
詳しくは プレスリリース をご参照ください。
お問い合わせ先
高エネルギー加速器研究機構（KEK）広報室
Tel : 029-879-6047
e-mail : press@kek.jp