液体金属水素化物の構造

Structure of liquid metal hydride

片山 芳則; 齋藤 寛之; 青木 勝敏

Katayama, Yoshinori; Saito, Hiroyuki; Aoki, Katsutoshi

ある種の金属は多量の水素を吸蔵する。特に軽元素の水素化物は、水素をエネルギー担体として利用するために必要な水素貯蔵材料として活発に研究されている。固体の研究は多いが、液体での金属水素化物の構造や、その中での金属と水素元素の相互作用についてはほとんど知られていない。一方、深井らは高水素圧下で、高濃度の水素を含む液体金属水素化物の存在を示唆している。液体金属水素化物の存在を確認するために、われわれはSPring-8のBL14B1に設置されているキュービック型マルチアンビルプレスを用いて、高温高圧X線回折実験を行った。出発物質としては、水素濃度xが0.5程度のバナジウム水素化物VHxを用いた。NaBHとCa(OH)の混合物を水素源として用いることによって5GPa, 973KでVHxからVHへ変化することが観察された。温度をさらに上げると、VHはVHへと変化した。VHは試料カプセルとして用いているNaClの融点まで固体のままだった。他の物質についても実験を行っているので、その結果を含めて報告する。

It is known that several metals absorb large amount of hydrogen. Although there are many studies in the solid state, little is known about the structure of metal hydrides in the liquid state. Fukai has suggested the existence of liquid metal hydrides which contains large amount of hydrogen in the liquid state under high hydrogen pressure. To confirm the existence of liquid metal hydride, we have carried out high-pressure high-temperature X-ray diffraction experiments using a cubic-type multi-anvil apparatus installed in BL14B1 in SPring-8. The starting materials is vanadium hydride, VH Using a mixture of NaBH and Ca(OH) as hydrogen source, we have observed transformation from VH to VH at 5 GPa and 973 K. However, it transforms to VH at higher temperature and solid VH was stable up to melting temperature of NaCl, which is used as a sample container. Experiments on other materials are under way and the results will be reported.