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－

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－

2015年3月17日 15:20

东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机构（础滨惭搁）の折茂慎一教授らの研究グループは、水素と结合しにくいと考えられてきたクロムに７つの水素が结合した水素化物の合成に成功しました。これは、日本原子力研究开発机构、高エネルギー加速器研究机构、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、単独では水素と结合しにくい元素群（＝ハイドライド?ギャップ）が存在します。一方、これらの元素は错体水素化物を形成することで多くの水素と结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钢などに用いられるクロムであり、単独でも、また错体水素化物においても、何れも水素とは结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结合した错体水素化物が形成されることを理论的に予测しました。また理论予测に基づき、クロムを含む新たな水素化物の合成に成功し、中性子线と赤外线を利用して実际にクロムと７つの水素が结合していることを确认しました。この成果は、长年の课题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。