Low reactivity of stoichiometric FeS with hydrogen at high-pressure and high-temperature conditions

高温高圧下における化学量論的FeSの水素との低い反応性

高野 将大*; 鍵 裕之*; 森 悠一郎*; 青木 勝敏*; 柿澤 翔*; 佐野 亜沙美   ; 飯塚 理子*; 土屋 卓*

Takano, Masahiro*; Kagi, Hiroyuki*; Mori, Yuichiro*; Aoki, Katsutoshi*; Kakizawa, Sho*; Sano, Asami; Iizuka-Oku, Riko*; Tsuchiya, Taku*

硫化鉄(FeS)の高圧高温下での水素化は、水素と硫黄が地球や他の地球型惑星のコアの軽元素として有望な候補であることから注目されている。これまでのFeSの水素化反応に関する報告では、出発物質の化学組成は十分に明らかにされていなかった。本研究では、Fe1.000S(トロイライト)を出発物質としたFe-S-H系の高温高圧条件下での中性子回折とX線回折のその場測定を報告する。決定された占有率は、以前の研究で報告されたものより著しく低く、FeSの水素化は硫化鉄の化学組成に強く影響されることを示している。

Hydrogenation of iron sulfide (FeS) under high-pressure and high-temperature conditions has attracted attention because hydrogen and sulfur are promising candidates as light elements in the cores of the Earth and other terrestrial planets. In earlier reports describing the hydrogenation of FeS, the chemical compositions of starting materials were not fully clarified. This study reports in-situ neutron and X-ray diffraction measurements under high-pressure and high-temperature conditions of an Fe-S-H system using a stochiometric Fe1.000S (troilite) as a starting material. The occupancies determined were significantly lower than those reported from earlier studies, indicating that the hydrogenation of FeS can be affected strongly by the stoichiometry of iron sulfide.