含有硼、氢及氧的结构体及其制备方法

本发明涉及一种含有硼、氢及氧的结构体及其制备方法。根据本发明，能够有效地贮存氢。

背景技术：

1、氢是一种清洁且能够贮存及运输的二次能源。氢在常温常压下为气体，为了进行液化，需要极低温(-253℃)。因此，难以以液体状态安全且高密度地大量贮存及运输氢。

2、为了贮存及运输氢，存在一种使用高压罐或吸留合金等的方法。然而，这些方法的每单位重量或每单位体积的贮氢量少。作为能够贮存大量氢的方法，开发了一种使用了硼化氢片(hydrogen boride sheets)的方法(专利文献1及非专利文献1～3)。但仍期待用于增加贮氢量的进一步改良。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：国际公开第2018/074518号

6、非专利文献

7、非专利文献1：“chem”(美国)2020年，第6卷，p406-

8、非专利文献2：“nature communications”(英国)2019年，第10卷，p4880-

9、非专利文献3：“journal of the american chemical society”(美国)2017年，第139卷，p13761-13769

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题

2、本发明的目的在于提供一种优异的氢的贮存及运输方法。

3、解决技术问题的技术手段

4、本申请的发明人对优异的氢的贮存及运输方法进行了认真研究，结果惊人地发现，具有特定物性的硼化氢片能够贮存大量的氢。

5、本发明基于上述见解而成。

6、因此，本发明涉及以下发明。

7、[1]一种含有硼、氢及氧的结构体，其具有b-h-b键、b-h键及b-oh键，所述结构体在ft-ir光谱的测定中，满足下述式(1)0.80≤a/c≤0.96及(2)0.95≤b/c≤1.12，

8、式中，在将基线设为100％时，a为ft-ir光谱中的1400cm-1的透过率，b为ft-ir光谱中的2500cm-1的透过率，并且c为ft-ir光谱中的3200cm-1的透过率；

9、[2]一种含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其包括：在极性有机溶剂中，将mb2型结构的二硼化金属与离子交换树脂进行混合的工序，其中，m为选自由al、mg、ta、zr、re、cr、ti及v组成的组中的至少一种，所述离子交换树脂配位有能够与构成所述二硼化金属的金属离子进行离子交换的离子，通过谢乐公式得出的所述二硼化金属的平均微晶尺寸为2～5μm；

10、[3]根据[2]所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其中，通过谢乐公式得出的所述二硼化金属的平均微晶尺寸为3～5μm；

11、[4]根据[2]所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其中，通过谢乐公式得出的所述二硼化金属的平均微晶尺寸为2～3μm；

12、[5]根据[2]～[4]中任一项所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其包括：在所述混合工序之后，使用3μm以下的过滤器进行过滤的工序；

13、[6]根据[2]～[5]中任一项所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其特征在于，所述离子交换树脂具有磺基；

14、[7]根据[2]～[6]中任一项所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其中，所述极性有机溶剂为乙腈或甲醇；及

15、[8]一种氢分子(h2)的产生方法，其包括：对[1]所述的结构体照射紫外线的工序。

16、发明效果

17、根据本发明的硼化氢片，相较于以往的硼化氢片，能够贮存并运输大量的氢。根据本发明的结构体的制备方法，能够制备可贮存大量的氢的硼化氢片。

技术特征：

1.一种含有硼、氢及氧的结构体，其具有b-h-b键、b-h键及b-oh键，所述结构体在ft-ir光谱的测定中，满足下述式(1)0.80≤a/c≤0.96及式(2)0.95≤b/c≤1.12，

2.一种含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其包括：在极性有机溶剂中，将mb2型结构的二硼化金属与离子交换树脂进行混合的工序，其中，m为选自由al、mg、ta、zr、re、cr、ti及v组成的组中的至少一种，所述离子交换树脂配位有能够与构成所述二硼化金属的金属离子进行离子交换的离子，

3.根据权利要求2所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其中，通过谢乐公式得出的所述二硼化金属的平均微晶尺寸为3～5μm。

4.根据权利要求2所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其中，通过谢乐公式得出的所述二硼化金属的平均微晶尺寸为2～3μm。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其包括：在所述混合工序之后，使用3μm以下的过滤器进行过滤的工序。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其特征在于，所述离子交换树脂具有磺基。

7.根据权利要求2～6中任一项所述的含有硼、氢及氧的结构体的制备方法，其中，所述极性有机溶剂为乙腈或甲醇。

8.一种氢分子(h2)的产生方法，其包括：对权利要求1所述的结构体照射紫外线的工序。

技术总结
本发明的目的在于提供一种优异的氢的贮存及运输方法。所述技术问题能够通过以下本发明的结构体解决：一种含有硼、氢及氧的结构体，其具有B‑H‑B键、B‑H键及B‑OH键，所述结构体在FT‑IR光谱的测定中，满足下述式(1)0.80≤a/c≤0.96及式(2)0.95≤b/c≤1.12，式中，a为FT‑IR光谱中的1400cm<supgt;‑1</supgt;的透过率，b为FT‑IR光谱中的2500cm<supgt;‑1</supgt;的透过率，并且c为FT‑IR光谱中的3200cm<supgt;‑1</supgt;的透过率。

技术研发人员：宫内雅浩,近藤刚弘,大宫奈津子
受保护的技术使用者：国立大学法人东京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25