ヒドリド（H–）超イオン導電体を創出―新たな固体電解質の開発の可能性高まる：分子化学研究所/東京工業大学/高エネルギー加速器研究機構ほか
(2022年1月14日発表)
自然科学研究機構分子化学研究所と東京工業大学、高エネルギー加速器研究機構（KEK）、ヘルムホルツ研究所（ドイツ）、ラウエ・ランジュバン研究所（フランス）などの共同研究グループは1月14日、水素の陰イオンであるヒドリド（H–）の超イオン導電体を開発したと発表した。ヒドリド導電を利用した電気化学デバイスの研究開発に向け新展開が期待されるという。
燃料電池などの水素エネルギーデバイスの固体電解質には、固体内を水素が拡散するイオン導電体が利用されているが、その際の電荷輸送は、一般的には陽イオンのプロトン（H+）が担っている。
ところが近年、水素の陰イオンのヒドリド（H–）も可動イオンになることが明らかになり、新たな電荷担体として注目されている。H–は高速拡散に適した性質を備えていることから室温から400℃程度の中低温域で作動する固体電解質の開発が期待されているが、これまでは高い導電率と低い活性化エネルギーを兼ね備えた物質は見出されていなかった。
研究グループは今回、電荷の担い手となるH–と、酸化物イオン（O2-）が共存する酸水素化物を対象に物質探索を行い、固体電解質材料となる可能性を持った、超イオン導電性を示す新規のH–イオン導電体を初めて創出することに成功した。
研究グループは数年前に、固体電解質としての機能を示すH–イオン導電体LSLHO（ランタンLa、ストロンチウムSr、リチウムLi、水素H、酸素Oの頭文字）を見出しているが、今回新規に開発したのはランタン、ストロンチウムの代わりにバリウム（Ba）を含む、略称BLHOという物質。
水素化物の合成にこれまで主に用いられてきた高圧合成法ではなく、常圧下での固相反応を用いたところ、多量の空孔を含む常圧安定組織の存在を見出すことができ、これがH–超イオン導電相の発見の鍵になったという。
この成果を踏まえ、超イオン導電を示す新物質のさらなる探索・開発を推進したいとしている。
