超高圧下で新たな酸水素化物 の合成に成功、東工大：Li電池材料への応用に期待

東京工業大学、科学技術創成研究院、量子科学技術研究開発機構らの研究グループは、超高圧合成法により新規酸水素化物の合成に成功したと発表した。同物質はリチウムイオン電池の負極材料として高い性能を持つという。

[半田翔希，EE Times Japan]

　東京工業大学、科学技術創成研究院、量子科学技術研究開発機構らの研究グループは2023年7月25日、超高圧合成法（1200℃、2万気圧）を用いて、新たなペロブスカイト型バナジウム酸水素化物「SrVO_2.4H_0.6」および「Sr₃V₂O_6.2H_0.8」の選択的な合成に成功したと発表した。同物質はリチウムイオン電池の負極材料として高い性能を示すという。

　酸水素化物は、ヒドリド（H^-）と呼ばれる負電荷の水素イオンと酸化物イオン（O^2-）を含有する単一の化合物で、アンモニア合成触媒や電池材料として近年注目されている新しい物質群だ。しかし、合成には高温高圧などの特殊な合成条件が必要であることから合成例が少なく、さらなる物質開発や新規の合成法の開発が望まれていた。

　今回発表した研究では、原材料となるSrH₂（水素化ストロンチウム）やSrO（酸化ストロンチウム）、V₂O₃（酸化バナジウム）を混合させるだけでなく、対象の組成には影響しないSrCl₂（塩化ストロンチウム）を添加剤として加えて合成を行った。反応の様子を、理化学研究所の大型放射光施設「SPring-8」のビームライン「BL14B1」でその場観察X線回折測定 により観察したところ、高温では添加剤を含む原料が溶けることで、反応容器内の物質が均一に混合され、選択的に反応が進行することが明らかになった。

新規酸水素化物合成のイメージ図［クリックで拡大］ 出所：同研究グループ

　今後の展開について同研究グループは「超高圧合成法では、反応容器内を外部から物理的にかき混ぜることができないため、高温で液体に変化する物質を混ぜ込む手法は、酸水素化物以外の物質合成に役立つ可能性がある。新しい物質群の開発は新しい機能性材料の開発につながることから、今後の研究の発展が期待できる」とコメントした。