新たな水素エネルギーキャリアを開発――水素の電子を常温で抽出、貯蔵し、いつでも有機合成に使用可能九州大学と近畿大学

九州大学は2024年3月26日、同大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所と近畿大学の共同研究グループが、水素から電子を常温で抽出して貯蔵し、いつでも有機合成（シクロプロパン化反応）に使用できる水素エネルギーキャリアを開発したと発表した。

カーボンニュートラルに向けて、気体のままでは貯蔵、運搬の効率が低い水素を、多くのエネルギーを用いずに貯蔵、運搬し、そのまま活用できる技術が求められている。

水素エネルギーキャリアとしては、アンモニアやギ酸、金属水素化物などさまざまな研究が進んでいるものの、最終的なキャリアは未だ確立されていない。

また、有機合成や医薬品の重要な構造単位であるシクロプロパン類（シクロプロピル基）の合成においては、金属廃棄物を排出しないシクロプロパン化反応が求められている。

同研究グループは今回、さまざまな金属イオンや有機配位子の検討を進め、新たな水素エネルギーキャリアとしてイリジウム化合物を開発した。

同化合物は、オンデマンドな実験室スケールにおいて常温で合成可能。また、電子を3カ月以上常温、固体状態で貯蔵し、いつでもシクロプロパン化に利用できる。

さらに、今回のシクロプロパン化反応では水素を還元剤として用いる。このため、金属廃棄物を排出しない点もメリットとなる。

今回の研究では、水素を「水素ラジカル（H•）」や「ヒドリド（H^‒）」ではなく、電子として貯蔵、運搬するという着想により、水素エネルギーキャリアの開発に至った。

現在使用しているイリジウムは高価なため、今後はより低コストで豊富に存在する鉄を用いて、新たなエネルギーキャリアの開発を進める。

新たな水素エネルギーキャリアを開発――水素の電子を常温で抽出、貯蔵し、いつでも有機合成に使用可能　九州大学と近畿大学