WO2004000857A1 - 水素貯蔵方法、水素包接化合物及びその製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a hydrogen storage method, a hydrogen inclusion compound and a method for producing the same.
  • the present invention provides a hydrogen storage method capable of storing hydrogen relatively lightly and stably at a temperature close to normal temperature and normal pressure, and capable of easily taking out the stored hydrogen.
  • the present invention relates to a hydrogen inclusion compound and a method for producing the same.
  • the fuel cell is an energy conversion technology that extracts the chemical energy generated when hydrogen combines with oxygen to form water, as electric energy.It is a power source that replaces gasoline engines in automobiles, on-site power generation for home use, and for IT Is attracting attention as one of the most important next-generation technologies.
  • the present invention solves the conventional problems described above, and is useful as a novel hydrogen storage / transportation method.
  • Hydrogen can be stored relatively lightly and stably at a temperature close to normal temperature and normal pressure. It is another object of the present invention to provide a hydrogen storage method that allows easy removal of stored hydrogen.
  • the present invention also solves the conventional problems described above, and is useful as a novel method for storing and transporting hydrogen, and is relatively light and capable of storing hydrogen at a temperature close to normal temperature and normal pressure.
  • An object of the present invention is to provide an inclusion compound and a method for producing the same. Summary of the Invention
  • the hydrogen storage method of the present invention is characterized in that hydrogen gas is brought into contact with an organic compound in a pressurized state.
  • the organic compound does not include a compound consisting of only carbon atoms such as graphite, carbon nanotube, and fullerene, and includes an organic metal compound containing a metal component.
  • a compound consisting of only carbon atoms such as graphite, carbon nanotube, and fullerene
  • an organic metal compound containing a metal component Is a solid, but may be a liquid as long as hydrogen can be included under pressure. In the case of a solid,
  • Said quality may be.
  • the present inventors have conducted intensive studies on a method of storing hydrogen, and as a result, by bringing hydrogen gas into contact with an organic compound in a pressurized state, hydrogen is stably maintained at a relatively light weight under conditions close to normal temperature and normal pressure. It has been found that it can be easily stored as the obtained hydrogen molecular compound.
  • the molecular compound referred to in the present invention is a relatively weak interaction other than a covalent bond represented by a hydrogen bond, van der Waals force, or the like, in which two or more kinds of compounds that can exist stably by themselves are represented. Hydrates, solvates, carohydrates, clathrates, etc.
  • a hydrogen molecule compound can be formed by a contact reaction between an organic compound forming a hydrogen molecule compound and hydrogen under pressure, and is relatively light and can store hydrogen at a temperature close to normal temperature and normal pressure. And the hydrogen content Hydrogen can be released from the child compound by simple heating or the like.
  • Examples of the hydrogen molecule compound according to the present invention include a hydrogen inclusion compound in which a hydrogen molecule is included by a contact reaction between an organic compound and a hydrogen molecule.
  • the hydrogen inclusion compound of the present invention is characterized in that hydrogen is included by a contact reaction between the host compound and hydrogen.
  • hydrogen By causing the host compound to react with hydrogen, hydrogen can be selectively and stably included in the host compound.Hydrogen is stored at room temperature and pressure, and the stored hydrogen is kept at a relatively low temperature. Can be released.
  • a polymolecular host compound particularly a phenol host compound or an imidazole compound, as the host compound.
  • a host compound is dissolved in a solvent, and the host compound is recrystallized while flowing hydrogen through the solution, and hydrogen molecules are inserted into the crystal lattice of the host compound. It is possible to efficiently produce a hydrogen inclusion compound in which a host compound is included in hydrogen under normal temperature and normal pressure conditions.
  • a method for producing a hydrogen inclusion compound according to another embodiment of the present invention is characterized in that a host compound is brought into contact with hydrogen gas in a pressurized state.
  • FIG. 1 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of BHC in Example 1.
  • FIG. 2 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of BHC in Example 2.
  • FIG. 3 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of BA in Example 3.
  • FIG. 4 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of THPEY in Example 4.
  • FIG. 5 is a graph showing the results of evaluating hydrogen storage performance of TMPE in Example 5.
  • FIG. 6 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of TPE in Example 6.
  • FIG. 7 is a graph showing the results of evaluating hydrogen storage performance of DBDCA in Example 7.
  • FIG. 8 is a graph showing the results of evaluating hydrogen storage performance of FBDCA in Example 8.
  • FIG. 9 is a graph showing the results of evaluating hydrogen storage performance of TPBDM in Example 9.
  • FIG. 10 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of TPHDD in Example 10.
  • FIG. 11 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of CP PYZ in Example 11.
  • FIG. 12 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of THPEA in Example 12.
  • FIG. 13 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of HQ in Example 13.
  • FIG. 14 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of urea in Example 14.
  • FIG. 15 is a graph showing the results of evaluating hydrogen storage performance of AC in Example 15.
  • FIG. 16 is a graph showing a function for evaluating hydrogen storage performance of CD in Example 16.
  • FIG. 17 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of GAM in Example 17.
  • FIG. 18 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of DCA in Example 18.
  • FIG. 19 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of cellulose in Example 19.
  • FIG. 20 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of chitosan in Example 20.
  • FIG. 21 is a graph showing the results of evaluating the hydrogen storage performance of TTP in Example 21.
  • FIG. 22 is an IR spectrum diagram of the hydrogen inclusion compound (crystal A) produced in Example 22.
  • FIG. 23 is an IR spectrum diagram of the methanol inclusion compound (crystal B) produced in Example 22.
  • FIG. 24 is a diagram in which the IR spectrum diagram of FIG. 22 and the IR spectrum diagram of FIG. 23 are superimposed.
  • FIG. 25 is a TG-DTA measurement diagram of the hydrogen inclusion compound (crystal A) produced in Example 22.
  • FIG. 26 is a TG-DTA measurement diagram of the methanol inclusion compound (crystal B) produced in Example 22. Detailed description
  • the organic compound used for storing hydrogen is an organic compound other than a compound consisting of only carbon atoms, and may be any organic compound that can store hydrogen by contact with hydrogen gas under pressure. Absent.
  • the organic compound may not contain a metal component, or may be an organic metal compound containing a metal component.
  • hydrogen molecular compounds monomolecular, multimolecular, and polymer compounds are known as organic compounds that form a hydrogen inclusion compound that includes hydrogen molecules.
  • Examples of the monomolecular host compound include cyclodextrins, crown ethers, cryptands, cyclophans, azacyclophanes, hexixallenes, cyclotribatorallylenes, suelanders, and cyclic oligopeptides.
  • Examples of multimolecular host compounds include ureas, thioureas, deoxycholates, perhydrotriefrenylenes, tri-o-thymotides, bianthrils, spirobifunolelenes, cyclophosphazenes, and monoanoreconoreles.
  • Diolenos Diolenos, acetylene phenols, hydroxybenzophenones, phenols, bisphenols, trisphenols, tetrakisphenols, polyphenols, naphthols, bisnaphthols, diphenols Nil methanols, carboxylic acid amides, thioamides, bixanthenes, carboxylic acids, imidazoles, hydroquinones and the like.
  • the polymer host compound include celluloses, starches, chitins, chitosans, polyvinyl alcohols, 1,1,2,2-tetrakis.
  • Examples include a polyethylene glycol arm type polymer having a sphenylethane core, a polyethylene glycol nano arm type polymer having an a, a, ⁇ ′, ⁇ , -tetrakisphenylisolexylene as a core.
  • organic phosphorus compounds examples include organic phosphorus compounds and organic silicon compounds.
  • organometallic compounds also exhibit properties as host compounds, such as organoaluminum compounds, organotitanium compounds, organoboron compounds, organozinc compounds, organic indium compounds, organic gallium compounds, organic tellurium compounds, and organic tin compounds. And organic zirconium compounds and organic magnesium compounds. It is also possible to use a metal salt of an organic carboxylic acid, an organic metal complex, or the like, but it is not particularly limited as long as it is an organic metal compound.
  • a multimolecular host compound whose inclusion ability is hardly influenced by the molecular size of the guest compound is preferable.
  • the multimolecular host compound include urea, 1,1,6,6-tetraphenylhexa_2,4-diyne_1,6-diol, 1,1-bis (2,4 1,2-, 4-, 4-, 4-tetraphenyl 2-butyne-1,4-diol, 1,1,6,6-tetrakis (2,4-dimethylphenyl) 1,2,4-hexadiyne-1,6-diol, 9,10-dipheninole-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol, 9,10-bis (4-me 1,9-dihydroanthracene-1,9,10-diol, 1,1,2,2-tetraphenylenolethan-1,2-diol, 4-methoxyphenol, 2,4-diethyl Doxybenzophenone, 4,4, dihydroxybenzophenone, 2,2, dihydroxybenzophenone Enone, 2,2,4,4, -tetra
  • Examples of the host compound include, among the above, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2 Phenolic host compounds such as tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethylene, such as tetrakis ( ⁇ -methoxyphenylene) ethylene, 9,9,1-bianansrinole, 1,1,2,2-tetraphenylinoleethane Aromatic host compounds, amide compounds such as bis (dicyclohexylamide) difumarate and bisdicyclohexyl amide fumarate, a, a ', a, -tetraphenylenolate 1, 1, 1 Biphenyl 2,2, dimethanol, 1,1,6,6-tetraphenylhexa 2,4-diyne-1,6-dioxane Nore-cone-nore-like, 2- (m cyanof
  • the organic compound is particularly preferably a powdery solid from the viewpoint of the contact efficiency with hydrogen gas and the like, but is not limited to this, and may be granular or massive, and may be crystalline or amorphous. (Amorphous). It may be in a liquid or gaseous state.
  • the organic compound is a powdery solid, its particle size is not particularly limited, but is usually preferably about 1 mm or less.
  • these organic compounds can be used as an organic compound-containing composite material supported on a porous substance.
  • the porous material supporting the organic compound include silica, zeolites, and activated carbons, as well as interlayer compounds such as clay minerals and montmorillonite, but are not limited thereto.
  • Such an organic compound-containing composite material is prepared by dissolving the above-described organic compound in a solvent capable of dissolving the organic compound, impregnating the solution in a porous substance, drying the solvent, and drying under reduced pressure. It can be manufactured by a method.
  • the amount of the organic compound carried on the porous substance is not particularly limited, but is usually about 10 to 80% by weight based on the porous substance.
  • Host compounds such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane and bis-diphenate (dicyclohexylamide) mentioned above incorporate various guest molecules to form crystalline inclusion compounds. It is known to It is also known that an inclusion compound is formed by direct contact reaction with a guest compound (which may be in a solid, liquid, or gas state).
  • hydrogen can be stably stored by causing a gas molecule called hydrogen gas to contact and react under pressure with an organic compound as a host compound to incorporate hydrogen molecules into the clathrate compound.
  • the pressurizing condition for contacting the hydrogen gas with the solid organic compound is preferably that the higher the pressure, the larger the storage amount and the storage speed of hydrogen tend to be.
  • the pressurizing equipment is expensive and the pressure is high. It is necessary to satisfy the conditions of the gas preservation method.
  • the pressurizing condition is 1.0 X 10 _ lt ⁇ MPa or more, preferably 1.0 X 10 -10 to 20 OMPa, particularly 0.1 to 7 OMPa, substantially. It is particularly preferable that the pressure is about 0.1 to 0.9 MPa, which is higher than normal pressure.
  • the longer the contact time the larger the amount of stored hydrogen can be.
  • the hydrogen gas to be brought into contact with the organic compound is preferably high-purity hydrogen gas.
  • the hydrogen gas is mixed with another gas. It may be a mixed gas.
  • the hydrogen inclusion compound thus obtained varies depending on the type of host compound used, contact conditions with hydrogen, etc., but usually includes 0.1 to 20 moles of hydrogen molecules per mole of host compound. Hydrogen clathrate compound.
  • Such a hydrogen inclusion compound stably includes hydrogen for a long time at normal temperature and normal pressure.
  • the hydrogen clathrate is lighter, has better handleability, and is more solid than a hydrogen storage alloy. It can be easily stored and transported in containers such as
  • the hydrogen can be extracted by reducing the pressurized state and heating. But you can take it out. Furthermore, by simultaneously heating and depressurizing, the stored hydrogen can be extracted.
  • atmospheric pressure 0 X 1 0- 2 ⁇ 1.
  • the host compound after releasing hydrogen from the hydrogen inclusion compound has a selective inclusion ability of hydrogen and can be effectively reused.
  • the measurement was performed using a hydrogen storage and release evaluation device manufactured by Resca Co., Ltd. in accordance with JISH 7201 "Method of measuring PCT characteristics of hydrogen storage alloy”. .
  • a sample tube (evaluation capacity: about 25 ml) was filled with 0.1 to 1 g of a sample (500 ⁇ or less), and the sample was precisely weighed to measure the weight of the sample.
  • Helium gas was introduced into this sample tube, and an airtight test was performed for at least 12 hours, and it was confirmed that there was no problem. Thereafter, the volume of the sample tube other than the sample was measured.
  • the sample was heated to 50 ° C, and the pressure was reduced by a rotary pump for 3 hours.
  • the sample tube containing the sample was kept in a constant temperature path of 25 ° C during the test. Hydrogen gas was introduced into the reactor while changing the pressure, and the storage amount at equilibrium pressure was calculated. The measurement was performed with the equilibrium holding time at each pressure being 1 hour or 8 hours.
  • the TG-DTA measurement was performed on the sample collected by returning the hydrogen pressure to normal pressure in the above evaluation, and the temperature at which gaseous components were released was confirmed.
  • the collected sample was placed in a Tedlar pack, left in a thermostatic chamber adjusted to the temperature at which gaseous components were released for 30 minutes, and the vaporized components were evaluated using a hydrogen analysis detector tube. Was confirmed to be hydrogen.
  • Example 2 0.236 lg of the BHC solid powder from which hydrogen was released in Example 1 was used as a sample, and the holding time at each pressure was set to 8 hours, and the evaluation was performed by the above test method.
  • Table 2 and Fig. 2 show the relationship between the equilibrium pressure and the hydrogen storage amount.
  • BA bianthril
  • TH PEY 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethylene
  • TMPE solid powder of tetrakis (p-methoxyphenyl) ethylene
  • TPE 1,1,2,2-tetraphenylethane
  • DBDCA bis (phenoxyhexylamide) diphenate
  • FBDCA bis (dicyclohexylamide) fumarate
  • TPBDM Tetraphenyl 1,1, 1, biphenyl 2,2, dimethanol
  • TPHDD 1,1,6,6-tetraphenylhexa-1,4-diyne-1,6-diol
  • CPP IZ 2-- (m-cyanophenyl) phenanthone [9,10-d] imidazole
  • THP EA 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane
  • CD solid powder of ⁇ -cyclodextrin
  • GAM methyl gallate
  • DCA solid powder of deoxycholic acid
  • TTP tri-m-tolylphosphine
  • hydrogen can be stored at normal temperature and normal pressure, so that a pressure-resistant container, a low-temperature container and the like are unnecessary, and a relatively small Hydrogen can be stored and transported in a lightweight state, and the stored hydrogen can be easily released for use in various applications.
  • the host compound that includes hydrogen is not particularly limited as long as it can include hydrogen.
  • the host compound organic compounds such as monomolecular, multimolecular, and high molecular compounds exemplified in the hydrogen storage method of the present invention, and inorganic host compounds are known.
  • the inorganic host compound include clay minerals, montmorillonites, and zeolites.
  • a multi-molecular host compound whose inclusion ability is hardly influenced by the size of the molecule of the guest compound is preferable, and among the multi-molecular host compounds, 1,1-bis (4-Hydroxypheninole)
  • a phenolic host compound, such as hexahedral hexane, is advantageous in terms of inclusion ability and industrial availability.
  • a method for producing a hydrogen inclusion compound by including hydrogen in such a host compound includes the following:
  • a method in which hydrogen and a host compound are brought into direct contact for example, a method in which hydrogen gas and a host compound are brought into contact with each other in a pressurized state as in the above-mentioned hydrogen storage method
  • the host compound is directly reacted while grinding it in a hydrogen atmosphere, and the method is not particularly limited. However, in order to introduce a hydrogen molecule into the crystal lattice of the host compound, the host compound is used. Dissolving the compound in a solvent or the like to sufficiently disperse the host compound as a molecule and then reacting it with hydrogen as a guest molecule during crystallization enables more efficient production of an inclusion compound. preferable.
  • the solvent for dissolving the host compound may be any solvent that can dissolve the host compound, and is appropriately selected and used depending on the type of the host compound.
  • a host compound alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, ethers such as getyl ether and dibutyl ether, and furans such as tetrahydrofuran , Amides such as dimethylacetamide, acetate Aldehydes such as aldehyde and benzaldehyde can be used, and among them, a highly volatile solvent is preferable.
  • a solvent that is not included in the host compound to be used since a solvent other than hydrogen may be mixed with hydrogen when hydrogen is extracted from the obtained hydrogen inclusion compound.
  • a stable inclusion compound may be formed with the three components of the host compound and hydrogen and the solvent. This is not the case if the solvent is necessary to include hydrogen.
  • the concentration of the host compound in the solution is not particularly limited because the solubility differs depending on the type of the host compound and the type of the solvent.
  • hydrogen may be injected into the solution by publishing or the like.
  • the host compound in the solution contacts and reacts with the hydrogen, and the solvent is vaporized and evaporated.
  • crystals of the hydrogen inclusion compound in which hydrogen is included as guest molecules are precipitated. This reaction can be performed at normal temperature and normal pressure.
  • the hydrogen inclusion compound obtained in this manner varies depending on the type of host compound used, contact conditions with hydrogen, etc., but usually includes 0.2 to 20 moles of hydrogen molecules per mole of host compound. Hydrogen clathrate compound.
  • the obtained hydrogen inclusion compound stably includes hydrogen for a long time at normal temperature and normal pressure.
  • this hydrogen clathrate is lighter in weight and has better handleability than the hydrogen storage alloy.
  • This hydrogen clathrate can be easily stored and transported in containers such as glass, metal, and plastic.
  • the hydrogen clathrate compound In order to release hydrogen from the hydrogen clathrate compound, it may be heated to 30 to 200 ° C., particularly about 40 to 100 ° C., depending on the host compound.
  • the hydrogen can be released from the hydrogen clathrate and recovered.
  • a hydrogen clathrate is produced by flowing hydrogen through a solution in which a host compound is dissolved in a solvent
  • an clathrate consisting of the host compound and hydrogen is usually obtained.
  • an inclusion compound consisting of three components, a host compound, hydrogen and a solvent, in which the solvent used is also included is obtained.
  • the difference between the temperature at which the medium is released and the temperature at which hydrogen is released is at least 20 to 30 ° C.
  • the solvent used has a boiling point higher than the temperature at which hydrogen is released. It is preferable to use
  • the host compound that has released hydrogen after clathrate it with hydrogen can be made into a hydrogen clathrate containing hydrogen again by contact reaction with hydrogen again. That is, the host compound can be used repeatedly.
  • the solid-state host compound that has released hydrogen after inclusion has improved its ability to selectively include hydrogen, and is capable of reacting not only with hydrogen gas but also with a mixed gas containing hydrogen. It becomes possible to selectively include hydrogen.
  • BHC 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane
  • 3 ml of methanol were placed in a sample bottle and mixed to dissolve the BHC.
  • hydrogen was bubbled into this solution from a commercially available hydrogen gas cylinder, methanol as a solvent was vaporized and evaporated to obtain a crystallized product.
  • the crystals were air-dried at room temperature for about 1 hour to evaporate the solvent methanol (crystal A).
  • FIGS. 22 and 23 The results of IR spectrum measurement of the crystals A and B obtained above are shown in FIGS. 22 and 23, and the data obtained by superimposing them are shown in FIG.
  • the IR spectra of crystal A and crystal B have an area of 3100 to 3700 cm- 1 derived from the hydrogen group of the host compound, BHC. It was clearly different around 0 cm- 1 and it was confirmed that different crystals were obtained.
  • TG-DTA measurement of these two types of crystals was performed. The measurement conditions were a temperature range of 25 to 500 ° C, and the temperature raising condition was 10 ° CZ.
  • the results for crystal A are shown in FIG. 25, and the results for crystal B are shown in FIG.
  • Crystal B a component that evaporates at 80-110 ° C (considered as methanol) is recognized, but in Crystal A, there are components that evaporate in two stages up to 50 ° C and around 80 ° C. It was found that there was a component that evaporates up to 50 ° C, which was not observed in B.
  • This crystal A was placed in a Tedlar bag, left in a thermostatic chamber adjusted to 50 ° C for 30 minutes, and the vaporized components were evaluated with a hydrogen analysis detector tube.As a result, it was confirmed that the vaporized component was hydrogen.
  • This crystal A was placed in a Tedlar bag, left in a thermostatic chamber adjusted to 50 ° C for 30 minutes, and the vaporized components were evaluated with a hydrogen analysis detector tube.As a result, it was confirmed that the vaporized component was hydrogen.
  • BHCZ hydrogen Z-methanol 1/10/1 (monolith ratio)
  • Crystal A The produced hydrogen clathrate (Crystal A) was placed in a glass container at room temperature and pressure and allowed to stand for 2 days, after which IR spectrum measurement and TG-DTA measurement were performed again. The result was almost the same as the result of the measurement of crystal A, which confirmed that hydrogen could be stored stably.
  • step (3) When the hydrogen inclusion compound containing hydrogen in step (3) is heated in the same manner as in (2) above, hydrogen is generated, and 0.06 g of hydrogen is recovered from 1 g of the hydrogen inclusion compound. We were able to. From these results, it was confirmed that the host compound which released hydrogen after the inclusion of hydrogen and which could release the same amount of hydrogen again was included.
  • the hydrogen clathrate of the present invention and the method for producing the same provide the following excellent effects.
  • Hydrogen can be stored at normal temperature and normal pressure.
  • the stored hydrogen can be released at a relatively low temperature of around 50 ° C. iv) Not only hydrogen gas but also hydrogen molecules in mixed gas can be selectively included and stored.
  • the host compound after heating and release of hydrogen can be re-used as a hydrogen inclusion compound by contact reaction with hydrogen.
  • the host compound After heating and release of hydrogen, the host compound has extremely high hydrogen inclusion selectivity, and selective hydrogen storage can be achieved only by contact with a mixed gas containing hydrogen.
  • Hydrogen which is an energy source, can be recovered by bringing a host compound into contact with a hydrogen-containing gas that is generated in various industrial processes and is currently diluted and discharged outside the system.

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Abstract

 水素と水素包接化合物等の水素分子化合物を形成し得る有機化合物に、水素ガスを加圧状態で接触させる。水素を比較的軽量に、しかも常温常圧に近い状態で安定に貯蔵し、貯蔵した水素を容易に取り出すことができる。

Description

水素貯蔵方法、 水素包接化合物及びその製造方法 発明の分野
本発明は、 水素を、 比較的軽量に、 しかも常温常圧に近い状態で安定に貯蔵する ことができ、 また、 貯蔵した水素を容易に取り出すことができる水素貯蔵方法と、 水素を包接した水素包接化合物及びその製造方法に関する。 発明の背景
近年、 c o 2排出に伴う地球環境問題に対処する方策として、 水素をエネルギー 媒体とする新しいクリーンエネルギーシステムが提案されている。 中でも燃料電池 は、 水素が酸素と結合して水になる際に発生する化学エネルギーを電気エネルギー として取り出すエネルギー変換技術であり、 自動車のガソリンエンジンに替わる動 力源、 家庭用オンサイト発電、 I T用の直流給電設備として、 次世代の最も重要な 技術の 1つとして注目されている。
しかしながら、 水素燃料の最大の問題は、 その貯蔵法と運搬法にある。
即ち、 従来、 水素の貯蔵法としては、 様々な方法が提案され、 その一つとして、 高圧ガスボンベに水素を気体として貯蔵する方法がある。 しかし、 このような高圧 貯蔵は、 単純ではあるが、 厚肉の容器が必要であり、 そのため容器の重量が重く、 貯蔵 ·運搬効率が低いために、 例えば軽量化が重視される自動車等への適用は困難 である。 一方、 水素を液体として貯蔵する場合には、 気体水素に比較して貯蔵 ·運 搬効率は向上するが、 液体水素の製造には高純度の水素が必要であること、 また液 化温度が _ 2 5 2 . 6 という低温であり、 このような超低温用の特殊な容器が必 要であることなど、 経済的に問題がある。 水素貯蔵合金を用いることも提案されて いるが、 合金自体の重量が重く、 しかも M g系の軽量な水素貯蔵合金では水素を放 出させる使用温度が 3 0 0 °C近い高温であるなどの問題がある。 カーボンナノチュ ーブなどの多孔性炭素素材などを用いることも提案されているが、 水素貯蔵の再現 性が低く、 高圧条件での貯蔵となり、 また、 カーボンナノチューブの製造が容易で はないなど多くの問題がある。
本発明は、 上記従来の問題点を解決する、 新規な水素の貯蔵 ·運搬方法として有 用な、 水素を比較的軽量に、 しかも常温常圧に近い状態で安定に貯蔵することがで き、 また貯蔵した水素の取り出しも容易な水素貯蔵方法を提供することを目的とす る。
本発明は、 また、 上記従来の問題点を解決する、 新規な水素の貯蔵 ·運搬方法と して有用な、 比較的軽量でしかも常温常圧に近い状態で水素を貯蔵することができ る水素包接化合物とその製造方法を提供することを目的とする。 発明の概要
本発明の水素貯蔵方法は、 有機化合物に、 水素ガスを加圧状態で接触させること を特徴とする。
なお、本発明において、有機化合物とは、グラフアイト、カーボンナノチューブ、 フラーレンなどの炭素原子のみからなるものは包含せず、 また、 金属成分を含む有 機金属化合物を包含するものであり、 基本的には固体であるが、 加圧状態で水素を 包接可能であれば液体であってもよい。 また、 固体の場合、 結晶状態であっても非 曰
曰曰質であってもよい。
本発明者は、 水素を貯蔵する方法について鋭意検討を行った結果、 有機化合物に 水素ガスを加圧状態で接触させることにより、 水素を比較的軽量で常温常圧に近い 条件で安定に保持し得る水素分子化合物等として、 容易に貯蔵することができるこ とを見出した。
本発明でいう分子化合物とは、 単独で安定に存在することのできる化合物の 2種 類以上の化合物が水素結合やファンデルワールス力などに代表される、 共有結合以 外の比較的弱い相互作用によって結合した化合物であり、 水化物、 溶媒化物、 付カロ 化合物、 包接化合物などが含まれる。 このような水素分子化合物は、 水素分子化合 物を形成する有機化合物と水素との加圧下での接触反応により形成することができ、 比較的軽量で常温常圧に近い状態で水素を貯蔵することができ、 かつ、 この水素分 子化合物からは簡単な加熱等で水素を放出させることが可能である。
本発明に係る水素分子化合物としては、 有機化合物と水素分子との接触反応によ り水素分子を包接した水素包接化合物が挙げられる。
本発明の水素包接化合物は、 ホスト化合物と水素との接触反応により水素を包接 したことを特徴とする。
ホスト化合物に水素を接触反応させることにより、 水素をホスト化合物に対して 選択的かつ安定に包接させることができ、 水素を常温、 常圧条件で貯蔵し、 また貯 蔵した水素を比較的低温で放出させることができる。
本発明において、 ホスト化合物としては多分子系ホスト化合物、 特にフヱノール 系ホスト化合物やイミダゾール系化合物を用いることが好ましい。
本発明の水素包接化合物の製造方法は、 ホスト化合物を溶媒に溶解し、 この溶液 中に水素を流通しながら前記ホスト化合物を再結晶させると共に前記ホスト化合物 の結晶格子中に水素分子を挿入することを特徴とするものであり、 常温常圧条件に て、 ホスト化合物に水素を包接させた水素包接化合物を効率的に製造することがで きる。
本発明の別の実施の形態に係る水素包接化合物の製造方法は、 ホスト化合物に、 水素ガスを加圧状態で接触させることを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施例 1における B H Cの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフである。 図 2は、 実施例 2における B H Cの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフである。 図 3は、 実施例 3における B Aの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフである。 図 4は、 実施例 4における T H P E Yの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフであ る。
図 5は、実施例 5における TM P Eの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフである。 図 6は、 実施例 6における T P Eの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフである。 図 7は、 実施例 7における D B D C Aの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフであ る。 図 8は、 実施例 8における F B D C Aの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフであ る。
図 9は、 実施例 9における T P B DMの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフであ る。
図 1 0は、 実施例 1 0における T P HD Dの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフ 図 1 1は、 実施例 1 1における C P P I Zの水素貯蔵性能評価結果を示すダラフ である。
図 1 2は、 実施例 1 2における T H P E Aの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフ である。
図 1 3は、実施例 1 3における H Qの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフである。 図 1 4は、実施例 1 4における尿素の水素貯蔵性能評価結果を示すグラフである。 図 1 5は、実施例 1 5における A Cの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフである。 図 1 6は、実施例 1 6における C Dの水素貯蔵性能評価結罘を示すグラフである。 図 1 7は、 実施例 1 7における G AMの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフであ る。
図 1 8は、 実施例 1 8における D C Aの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフであ る。
図 1 9は、 実施例 1 9におけるセルロースの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフ である。
図 2 0は、 実施例 2 0におけるキトサンの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフで
¾> 。
図 2 1は、 実施例 2 1における T T Pの水素貯蔵性能評価結果を示すグラフであ る。
図 2 2は、 実施例 2 2で製造された水素包接化合物 (結晶 A) の I Rスぺクトル 図である。
図 2 3は、 実施例 2 2で製造されたメタノ一ル包接化合物 (結晶 B ) の I Rスぺ クトル図である。 図 2 4は、 図 2 2の I Rスぺク トル図と図 2 3の I Rスぺク トル図を重ね合わせ た図である。
図 2 5は、 実施例 2 2で製造された水素包接化合物 (結晶 A) の T G— D T A測 定図である。
図 2 6は、 実施例 2 2で製造されたメタノール包接化合物 (結晶 B) の T G— D T A測定図である。 詳細な説明
[水素貯蔵方法の説明]
以下に本発明の水素貯蔵方法の実施の形態を詳細に説明する。
本発明において、 水素の貯蔵に用いる有機化合物は、 炭素原子のみからなるもの を除く有機化合物であって、 水素ガスと加圧下で接触させることにより水素を貯蔵 できるものであれば良く、 特に制限はない。 この有機化合物は、 金属成分を含まな いものであっても、 また、 金属成分を含む有機金属化合物であっても良い。
水素分子化合物のうち、 水素分子を包接した水素包接化合物を形成する有機化合 物としては、 単分子系、 多分子系、 高分子系などが知られている。
単分子系ホスト化合物としては、 シクロデキス トリン類、 クラウンエーテル類、 クリプタンド類、 シクロフアン類、 ァザシクロフアン類、 力リ ックスアレン類、 シ クロトリべラトリレン類、 スフエランド類、 環状オリゴペプチド類などが挙げられ る。 また多分子系ホスト化合物としては、 尿素類、 チォ尿素類、 デォキシコール酸 類、 ペルヒ ドロ トリフエ二レン類、 トリー o—チモチド類、 ビアンスリル類、 スピ ロビフノレオレン類、 シクロフォスファゼン類、 モノアノレコーノレ類、 ジォーノレ類、 ァ セチレンァノレコーノレ類、 ヒドロキシベンゾフエノン類、 フエノーノレ類、 ビスフエノ ール類、 トリスフェノール類、 テトラキスフエノール類、 ポリフエノール類、 ナフ トール類、 ビスナフトール類、 ジフヱニルメタノール類、 カルポン酸アミ ド類、 チ オアミ ド類、 ビキサンテン類、 カルボン酸類、 イミダゾール類、 ヒ ドロキノン類な どが挙げられる。 また、 高分子系ホスト化合物としては、 セルロース類、 デンプン 類、 キチン類、 キトサン類、 ポリ ビエルアルコール類、 1, 1, 2, 2—テトラキ スフェニルェタンをコアとするポリエチレングリコールアーム型ポリマー類、 a , a , α ' , α, ーテトラキスフエニゾレキシレンをコアとするポリエチレングリコーノレ アーム型ポリマー類などが挙げられる。
また、 その他に有機リン化合物、 有機ケィ素化合物なども挙げられる。
更に、 有機金属化合物にもホスト化合物としての性質を示すものがあり、 例えば 有機アルミニウム化合物、有機チタン化合物、有機ホウ素化合物、有機亜鉛化合物、 有機ィンジゥム化合物、有機ガリゥム化合物、有機テルル化合物、有機スズ化合物、 有機ジルコニウム化合物、 有機マグネシウム化合物などが挙げられる。 また、 有機 カルボン酸の金属塩や有機金属錯体などを用いることも可能であるが、 有機金属化 合物であれば、 特にこれらに限定されるものではない。
これらのホスト化合物のうち、 包接能力がゲスト化合物の分子の大きさに左右さ れにくい多分子系ホスト化合物が好適である。
多分子系ホス ト化合物としては、 具体的には、 尿素、 1, 1 , 6, 6—テトラフ ェニルへキサ _ 2, 4—ジイン _ 1, 6 -ジオール、 1, 1―ビス ( 2, 4ージメ チルフエニル) 一 2—プロピン一 1一オール、 1, 1, 4, 4—テトラフエ二ルー 2—ブチン一 1, 4 -ジオール、 1, 1, 6, 6ーテトラキス ( 2 , 4—ジメチル フエ二ノレ) 一 2, 4一へキサジイン一 1, 6一ジオール、 9, 1 0—ジフエ二ノレ一 9, 1 0—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0—ジオール、 9, 1 0—ビス (4—メ チルフエニル) 一 9, 1 0—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0—ジオール、 1, 1, 2, 2—テトラフエニノレエタン一 1, 2—ジオール、 4—メ トキシフエノーノレ、 2, 4ージヒ ドロキシベンゾフエノン、 4, 4, ージヒ ドロキシベンゾフエノン、 2, 2, ージヒ ドロキシベンゾフエノン、 2, 2,, 4, 4, ーテトラヒ ドロキシベンゾ フエノン、 1, 1一ビス ( 4—ヒ ドロキシフエニル) シク口へキサン、 4 , 4, 一 スノレホニノレビスフエノーノレ、 2, 2, ーメチレンビス ( 4—メチルー 6 - tーブチ ルフエノーノレ)、 4, 4, —ェチリデンビスフエノーノレ、 4, 4, ーチォビス ( 3 - メチルー 6— t _ブチルフェノール)、 1, 1, 3—トリス (2—メチル一 4ーヒ ド ロキシ _ 5— t—ブチルフエニル) ブタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4—ヒ ドロキシフエ二ノレ) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4—ヒ ドロキシフエ二 ノレ) エチレン、 l, 1, 2, 2—テトラキス (3—メチノレ一 4—ヒ ドロキシフエ二 ル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (3—フノレオロー 4—ヒ ドロキシフエ二 ノレ) ェタン、 α, , ', ' ーテトラキス ( 4—ヒ ドロキシフエ二ノレ) 一 p—キ シレン、 テトラキス (p—メ トキシフエ二ノレ) エチレン、 3, 6, 3,, 6, ーテト ラメ トキシ _ 9, 9, 一ビー 9 H—キサンテン、 3, 6, 3,, 6, ーテトラァセト キシー 9, 9, _ビ一 9 H—キサンテン、 3, 6, 3,, 6, 一テトラヒ ドロキシ一 9, 9, 一ビ一 9 H—キサンテン、 没食子酸、 没食子酸メチル、 カテキン、 ビス一 β一ナフトーノレ、 a, a, a ', a, —テトラフエ二/レー 1 , 1 ' 一ビフエ二ノレ一 2, 2, 一ジメタノーノレ、 ジフェン酸ビスジシクロへキシノレアミ ド、 フマノレ酸ビスジシ クロへキシルアミ ド、 コール酸、 デォキシコール酸、 1, 1, 2, 2—テトラフエ ニノレエタン、 テトラキス (p—ョードフエニル) エチレン、 9, 9, 一ビアンスリ ノレ、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4一力ノレポキシフエ二ノレ) エタン、 1, 1, 2, 2ーテトラキス (3一力ルポキシフエニル) ェタン、 アセチレンジカルボン酸、 2, 4, 5 _ トリフヱニルイミダゾール、 1, 2, 4, 5—テトラフエ二ルイミダゾ一 ル、 2 _フエユルフェナント口 [9, 1 0 - d] イミダゾーノレ、 2 - ( o一シァノ フエニル) フエナント口 [9, 1 0— d] イミダゾール、 2 - (m—シァノフエ二 ル) フエナント口 [9, 1 0— d] ィミダゾール、 2一 (p—シァノフエニル) フ ェナント口 [ 9, 1 0— d] イミダゾーノレ、 ヒ ドロキノン、 2— tーブチノレヒ ドロ キノン、 2, 5—ジ一 t—ブチノレヒ ドロキノン、 2, 5—ビス (2, 4ージメチル フエニル) ヒ ドロキノン、 などが挙げられる。 ホス ト化合物としては、 上記したも のの中でも 1, 1一ビス (4—ヒ ドロキシフエニル) シクロへキサン、 1, 1, 2, 2ーテトラキス (4—ヒ ドロキシフエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2ーテトラキス (4—ヒ ドロキシフエニル) エチレンのようなフエノール系ホスト化合物、 テトラ キス (ρ—メ トキシフエ二ノレ) エチレン、 9, 9, 一ビアンスリノレ、 1, 1, 2, 2—テトラフヱニノレエタンのような芳香族ホスト化合物、また、ジフヱン酸ビス(ジ シクロへキシルアミ ド)、 フマル酸ビスジシクロへキシルアミ ドのようなアミ ド系、 , a, a ', a, ーテトラフエニノレー 1, 1, 一ビフエ二ノレ一 2, 2, ージメタノ ール、 1, 1, 6, 6—テトラフエニルへキサー 2, 4ージイン一 1, 6—ジォ一 ノレのようなァノレコーノレ系、 2— (m シァノフエ二ノレ) フエナント口 [ 9, 1 0 - d ] イミダゾーノ のようなイミダゾーノレ系、 トリ一 m—トリノレフォスフィンのよう な有機リン化合物が包接能力の面で有利である。
これらのホスト化合物は 1種を単独で用いても良く、 2種以上を併用しても良い。 有機化合物は、 水素ガスとの接触効率等の面から、 特に、 粉末状の固体であるこ とが好ましいが、何らこれに限定されず粒状、塊状であっても良く、さらに結晶状、 非晶状 (アモルファス状) のいずれでもよい。 また、 液体、 気体状態であっても良 い。 有機化合物が粉末状の固体である場合、 その粒径には特に制限はないが、 通常 の場合、 1 mm以下程度であることが好ましい。
また、 これらの有機化合物は、 多孔質物質に担持させた有機化合物含有複合素材 として使用することもできる。 この場合、 有機化合物を担持する多孔質物質として は、 シリカ類、 ゼォライト類、 活性炭類の他に、 粘土鉱物類、 モンモリロナイト類 などの層間化合物などが挙げられるが、 これらに限定されるものではない。 このよ うな有機化合物含有複合素材は、 前述の有機化合物を、 これを溶解することのでき る溶媒に溶解させ、 その溶液を多孔質物質中に含浸させ、 溶媒を乾燥、 減圧乾燥す るなどの方法で製造することができる。 多孔質物質に対する有機化合物の担持量と しては特に制限はないが、 通常の場合、 多孔質物質に対して 1 0〜8 0重量%程度 である。
前述の 1, 1—ビス (4—ヒ ドロキシフエニル) シクロへキサン、 ジフェン酸ビ ス (ジシクロへキシルアミ ド) のようなホスト化合物は、 種々のゲスト分子を取り 込み、結晶性の包接化合物を形成することが知られている。また、ゲスト化合物(固 体, 液体, 気体のいずれの状態であっても良い。) と直接接触反応させることにより 包接化合物が形成されることも知られている。 本発明では、 水素ガスという気体分 子を、 ホスト化合物としての有機化合物と加圧状態で接触反応させて包接化合物中 に水素分子を取り込ませることにより、 水素を安定に貯蔵することができる。
水素ガスと固体の有機化合物とを接触させる加圧条件としては、圧力が高いほど、 水素の貯蔵量及び貯蔵速度が大きくなる傾向にあり好ましいが、 反面、 加圧設備が 高くつくばかり力、 高圧ガス保存法の条件を満足する必要がでてくる。 通常の場合 加圧条件としては、 1. 0 X 1 0_lt}MP a以上、 好ましくは、 1. 0 X 1 0一10 〜20 OMP aの加圧条件、 特に 0. 1〜7 OMP a、 実質的にはとりわけ 0. 1 〜0. 9MP a程度常圧よりも高い加圧条件であることが好ましい。
また、 接触時間も長いほど水素の貯蔵量を多くすることができるが、 作業効率等 の面から 0. 01〜24時間程度とするのが好ましい。
なお、 有機化合物と接触させる水素ガスは、 高純度水素ガスが好ましいが、 後述 のように、 水素の選択的包接能を有したホスト化合物を用いる場合には、 水素ガス と他のガスとの混合ガスであっても良い。
このようにして得られる水素包接化合物は、 用いたホスト化合物の種類、 水素と の接触条件等によっても異なるが、 通常ホスト化合物 1モルに対して水素分子 0. :!〜 20モルを包接した水素包接化合物である。
このような水素包接化合物は、 常温常圧において、 長期に亘り水素を安定に包接 する。 しかも、 この水素包接化合物は、 水素貯蔵合金と比べ、 軽量で取り扱い性に も優れ、 しかも固体状であるため、 この水素包接化合物は粒径 lmm以下程度の粉 末としてガラス、 金属、 プラスチック等の容器に入れて容易に貯蔵 ·運搬すること ができる。
本発明方法により、 水素を貯蔵した状態から水素を取り出す方法としては、 水素 加圧状態で貯蔵されている場合には、 その加圧状態を減圧することで取り出すこと ができ、 また、 加熱することでも取り出すことができる。 さらに、 加熱と減圧を同 時に行うことで、 貯蔵された水素を取り出すこともできる。
特に、 前述の水素包接化合物から水素を放出させるには、 ホスト化合物の種類に もよるが、常圧又は常圧から 1. 0 X 1 0— 2〜1. 0 X 1 0一5 MP a程度の減圧下、 30〜200°C、 特に 40〜100°C程度に加熱すれば良く、 これにより容易に水 素包接化合物中から水素を放出させて各種用途に用いることができる。
なお、 水素包接化合物から水素を放出した後のホスト化合物は、 水素の選択的包 接能を有し、 有効に再利用可能である。
以下に実施例を挙げて本発明の水素貯蔵方法をより具体的に説明する。 なお、 以 下の実施例 1〜 19において、 水素貯蔵性能の評価試験は次の方法により行った。 <水素貯蔵性能の評価試験方法 >
1 ) 評価方法
J I S H 7 2 0 1 "水素吸蔵合金の P C T特性の測定方法"に準じ、 (株) レ スカ製の水素吸蔵放出評価装置で測定を行った。 .
2 ) サンプル
測定用試料管 (評価容量約 2 5 m l ) にサンプル (5 0 0 μ πι以下) を 0 . 1〜 1 g充填し、 精秤してサンプルの重量を測定した。 この試料管にヘリウムガスを導 入して 1 2時間以上の気密テストを行い、 問題がないことを確認した。 その後、 試 料管内のサンプル以外の体積を測定した。
3 ) 前処理
サンプルを 5 0 °Cに加熱し、 ロータリーポンプで 3時間真空減圧を行った。
4 ) 評価条件
サンプルの入った試料管は試験中、 2 5 °Cの恒温パス内に保持した。 これに水素 ガスを圧力を変化させながら導入し、 平衡圧力時の貯蔵量を算出した。 なお、 各圧 力時での平衡状態の保持時間は 1時間又は 8時間として測定を行つた。
5 ) 水素貯蔵確認方法
上記の評価で水素圧力を常圧に戻して採取したサンプルを TG-DTA測定を行い、気 体成分が放出される温度を確認した。 また、 採取したサンプルをテドラーパックに 入れ、 これを気体成分が放出される温度に調節した恒温槽に 3 0分放置し、 気化し た成分を水素分析用の検知管で評価して、 気化した成分が水素であることを確認し た。
実施例 1
1, 1—ビス (4—ヒドロキシフエニル) シクロへキサン (以下 「BHC」 と略 記する。) の固体粉末 0. 5602 gをサンプルとし、各圧力での保持時間を 1時間 として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 1及び図 1 に示した。 なお、 E— 02は 10— 2を示し、 E— 03は 10 3を示し、 E—04は 10— 4を示し、 E— 5は 10— 5を示す。
BHCの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000012_0001
表 1及ぴ図 1の結果より、 水素圧力を增加させると共に水素貯蔵量は増加してい くことが確認された。 また 5 MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単な る物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の B H C中に水 素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及ぴ減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 2
実施例 1で水素を放出させた BHCの固体粉末 0. 236 l gをサンプルとし、 各圧力での保持時間を 8時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素 貯蔵量の関係を表 2及ぴ図 2に示す。
表 2
BHCの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000013_0001
表 2及び図 2の結果より、 保持時間を 8時間にすることで水素貯蔵量は保持時間 1時間の場合に比べて増加することが分かつた。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及ぴ減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 これにより、 本発明の水素貯蔵方法では 繰り返し水素の包接 ·放出が可能であることがわかる。 実施例 3
9, 9, 一ビアンスリル (以下 「: BA」 と略記する。) の固体粉末 0. 5。897 g をサンプルとし、各圧力での保持時間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 3及び図 3に示した。
表 3
B Aの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000014_0001
表 3及ぴ図 3の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加してい くことが確認された。 また 8MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単な る物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の B A中に水素 分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 4
1, 1, 2, 2—テトラキス (4—ヒ ドロキシフエニル) エチレン (以下 「TH PEY」 と略記する。) の固体粉末 0. 523 gをサンプルとし、各圧力での保持時 間を 1時間として上記試験方法で評価を行つた。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 4及ぴ図 4に示した。
表 4
THPEYの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000015_0001
表 4及び図 4の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加してい くことが確認された。 また 8MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単な る物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かつた。 これは固体の T H P E Y中 に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 5
テトラキス (p—メ トキシフエニル) エチレン (以下 「TMPE」 と略記する。) の固体粉末 0. 510 gをサンプルとし、 各圧力での保持時間を 1時間として上記 試験方法で評価を行つた。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 5及ぴ図 5に示した。 表 5
TMPEの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000016_0001
表 5及び図 5の結果より、 水素圧力を增加させると共に水素貯蔵量は増加してい くことが確認された。 また 8 MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単な る物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の TMPE中に 水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 6
1, 1, 2, 2—テトラフエニルェタン (以下 「TPE」 と略記する。) の固体粉 末 0. 615 gをサンプルとし、 各圧力での保持時間を 1時間として上記試験方法 で評価を行つた。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 6及び図 6に示した。
表 6
TPEの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000017_0001
表 6及ぴ図 6の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加してい くことが確認された。 また 8 M P a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単な る物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の TP E中に水 素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 7
ジフェン酸ビス (ジシク口へキシルアミ ド) (以下 「DBDCA」 と略記する。) の固体粉末 0. 547 gをサンプルとし、 各圧力での保持時間を 1時間として上記 試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 7及び図 7に示した。 表 7
DBD C Aの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000018_0001
表 7及び図 7の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加してい くことが確認された。 また 8 MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単な る物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の DBDCA中 に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 8
フマル酸ビス (ジシクロへキシルアミ ド) (以下 「FBDCA」 と略記する。) の 固体粉末 0. 6442 gをサンプルとし、 各圧力での保持時間を 1時間として上記 試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 8及び図 8に示した。 表 8
FBD C Aの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000019_0001
表 8及び図 8の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は增加してい くことが確認された。 また 8 MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単な る物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かつた。 これは固体の F B D C A中 に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及ぴ減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 9
a, a, α ' , a ' —テトラフエ二ルー 1, 1, 一ビフエ二ノレ一 2, 2, ージメタ ノール (以下 「T PB DM」 と略記する。) の固体粉末 0. 6 4 5 6 gをサンプルと し、 各圧力での保持時間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と 水素貯蔵量の関係を表 9及び図 9に示した。
表 9
TP B DMの水素貯蔵性能評価結果
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表 9及ぴ図 9の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は增加してい くことが確認された。 また 8MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単な る物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の T P B DM中 に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 5 0°Cでの常圧及ぴ減圧条件 (0. 0 0 5MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 10
1, 1, 6, 6—テトラフエニルへキサ一 2, 4ージイン一 1, 6—ジオール(以 下 「TPHDD」 と略記する。) の固体粉末 0. 631 gをサンプルとし、各圧力で の保持時間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の 関係を表 10及び図 10に示した。
表 10
TPHDDの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000021_0001
表 10及び図 10の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加し ていくことが確認された。 また 8MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単なる物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かつた。 これは固体の T P H D D中に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。 なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及ぴ減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 11
2— (m—シァノフエニル) フエナント口 [9, 10 - d] イミダゾール (以下 「CPP I Z」 と略記する。) の固体粉末 0. 2256 gをサンプルとし、各圧力で の保持時間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の 関係を表 11及び図 11に示した。
表 11
CPP I Zの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000022_0001
表 11及ぴ図 11の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加し ていくことが確認された。 また 8ΜΡ a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単なる物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の CP P I Z中に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 12
1, 1, 2, 2—テトラキス (4ーヒ ドロキシフエニル) ェタン (以下 「THP EA」 と略記する。) の固体粉末 0. 5188 gをサンプルとし、各圧力での保持時 間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 12及び図 12に示した。
表 12
THPEAの水素貯蔵性能評価結果
Figure imgf000023_0001
表 12及び図 12の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加し ていくことが確認された。 また 8MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単なる物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かつた。 これは固体の T H P E A中に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。 なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 13
ヒドロキノン (以下 「HQ」 と略記する。) の固体粉末 0. 7029 gをサンプル とし、 各圧力での保持時間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力 と水素貯蔵量の関係を表 13及ぴ図 13に示した。
表 13
H Qの水素貯蔵性能評価結果
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表 13及び図 13の結果より、 水素圧力を增加させると共に水素貯蔵量は增加し ていくことが確認された。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及ぴ減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 1 4
尿素の固体粉末 0 . 3 4 8 2 gをサンプルとし、 各圧力での保持時間を 1時間と して上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 1 4及ぴ図 1 4に示した。
表 1 4
尿素の水素貯蔵性能評価結果
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表 1 4及び図 1 4の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加し ていくことが確認された。 また 8 MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単なる物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の尿素中に 水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 5 0 °Cでの常圧及び減圧条件 (0 . 0 0 5 MP a ) で 放出させることができることを確認した。 実施例 15
アセチレンジカルボン酸 (以下 「AC」 と略記する。) の固体粉末 0. 888 gを サンプルとし、 各圧力での保持時間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 15及び図 15に示した。
表 15
A Cの水素貯蔵性能評価結果
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表 15及ぴ図 15の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加し ていくことが確認された。 また 8MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単なる物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かつた。 これは固体の A C中に 水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. 005MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 1 6
β—シクロデキストリン (以下 「C D」 と略記する。) の固体粉末 0 . 8 9 6 7 g をサンプルとし、各圧力での保持時間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 1 6及び図 1 6に示した。
表 1 6
C Dの水素貯蔵性能評価結果
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表 1 6及び図 1 6の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は增加し ていくことが確認された。
実施例 1 7
没食子酸メチル (以下 「G AM」 と略記する。) の固体粉末 0 . 7 3 8 3 gをサン プルとし、 各圧力での保持時間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平衡 圧力と水素貯蔵量の関係を表 1 7及び図 1 7に示した。
表 1 7
G AMの水素貯蔵性能評価結果
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表 1 7及ぴ図 1 7の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は增加し ていくことが確認された。 また 8 M P a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単なる物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の G AM中 に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 5 0 °Cでの常圧及び減圧条件 (0 . 0 0 5 MP a ) で 放出させることができることを確認した。 実施例 18
デォキシコール酸 (以下 「DCA」 と略記する。) の固体粉末 0. 7411 gをサ ンプルとし、 各圧力での保持時間を 1時間として上記試験方法で評価を行った。 平 衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 18及び図 18に示した。
表 18
D C Aの水素貯蔵性能評価結果
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表 18及び図 18の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加し ていくことが確認された。 また 8MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単なる物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体の DCA中 に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。
なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. 005MPa) で 放出させることができることを確認した。 実施例 19
セルロースの固体粉末 0. 657 gをサンプルとし、 各圧力での保持時間を 1時 間として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 19及び 図 19に示した。
表 19
セルロースの水素貯蔵性能評価結果
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表 19及び図 19の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加し ていくことが確認された。 また 8MP a付近から減圧しても、 貯蔵量は減少せず、 単なる物理的吸着による水素貯蔵ではないことが分かった。 これは固体のセルロー ス中に水素分子が取り込まれ、 水素包接化合物を形成したためと考えられる。 なお、 貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧及び減圧条件 (0. O 05MP a) で 放出させることができることを確認した。 実施例 2 0
キトサンの固体粉末 0 . 6 7 2 5 gをサンプルとし、 各圧力での保持時間 1時間 として上記試験方法で評価を行った。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 2 0及ぴ図 2 0に示す。
表 2 0
キトサンの水素貯蔵性能評価結果
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表 2 0及び図 2 0の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加し ていくことが確認された。 また 8 M P a付近から減圧しても、 貯蔵量はあまり減少 せず、 単なる物理的吸着による水素貯蔵ではないことがわかった。 これは、 固体の キトサン中に水素分子が取り込まれ、水素包接化合物を形成したためと考えられる。 なお、 貯蔵された水素は、 5 0 °Cでの常圧または減圧条件 (0 . 0 0 5 MP a ) で放出させることができることを確認した。 実施例 21
トリ一 m—トリルホスフィン(以下 「TTP」 と略記する。) の固体粉末 0. 59 22 gをサンプルとし、 各圧力での保持時間 1時間として上記試験方法で評価を行 つた。 平衡圧力と水素貯蔵量の関係を表 21及び図 22に示す。
表 21
TTPの水素貯蔵性能評価結果
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表 21及び図 21の結果より、 水素圧力を増加させると共に水素貯蔵量は増加し ていくことが確認された。 なお貯蔵された水素は、 50°Cでの常圧または減圧条件 (0. 005MP a) で放出させることができることを確認した。
以上の結果からも明らかなように、本発明の水素貯蔵方法によれば、水素を常温、 常圧条件で貯蔵することができるため、 耐圧容器、 低温容器等が不要であり、 比較 的小型、 軽量な状態で水素を貯蔵 ·運搬することができ、 しかも、 貯蔵した水素を 容易に放出させて各種用途に用いることができる。 [水素包接化合物及びその製造方法の説明]
次に本発明の水素包接化合物及ぴその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。 本発明の水素包接ィヒ合物及びその製造方法において、 水素を包接するホスト化合 物については、 水素を包接できるものであれば良く、 特に限定はされない。 ホスト 化合物としては、 本発明の水素貯蔵方法において例示した単分子系、 多分子系、 高 分子系等の有機化合物や、 無機系ホスト化合物などが知られている。 無機系ホスト 化合物としては、 粘土鉱物類、 モンモリロナイト類、 ゼォライト類などが挙げられ る。
これらのホスト化合物のうち、 包接能力がゲスト化合物の分子の大きさに左右さ れにくい多分子系ホス ト化合物が好適であり、 多分子系ホス ト化合物としては、 中 でも 1, 1—ビス ( 4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) シク口へキサンのようなフエノーノレ 系のホスト化合物が包接能力、 及ぴ工業的な入手の面で有利である。
このようなホス ト化合物に水素を包接させて水素包接化合物を製造する方法とし ては、
1 . ホスト化合物を溶媒に溶解して再結晶する際に水素と接触反応させる方法、
2 . 水素とホスト化合物を直接接触させる方法 (例えば、 前述の水素貯蔵方法 におけるように、 水素ガスとホス ト化合物とを加圧状態で接触させる方法) 、
3 . 水素雰囲気の状態でホス ト化合物を粉砕しながら直接反応させる方法 などがあり、 特に限定されるものではないが、 ホスト化合物の結晶格子中に水素分 子を揷入するためには、 ホスト化合物を溶媒等に溶解させてホスト化合物を分子と して十分に分散させた後、結晶化する際にゲスト分子である水素と反応させる方が、 効率的に包接化合物を製造することができ好ましい。
この場合、 ホス ト化合物を溶解させる溶媒としては、 ホス ト化合物を溶解できる ものであれば良く、 ホスト化合物の種類によって適宜選択使用されるが、 例えば、 前述のフエノール系ホスト化合物等の多分子系ホスト化合物の場合には、 メタノー ル、 エタノール等のアルコール類、 アセトン、 メチルェチルケトン等のケトン類、 酢酸ェチル等のエステル類、ジェチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類、 テトラヒ ドロフラン等のフラン類、 ジメチルァセトアミ ド等のアミ ド類、 ァセトァ ルデヒド、 ベンズアルデヒド等のアルデヒド類を用いることができ、 これらの中で 揮発性の高い溶媒が好ましい。 なおさらには、 使用するホスト化合物に包接されな い溶媒を用いるのが好ましい (得られる水素包接化合物から水素を取り出す際に水 素以外の溶媒が水素に混入する可能性があるため) が、 ホスト化合物、 水素おょぴ 溶媒の 3成分で安定な包接化合物を形成する場合もあるので、 水素を包接するため に必要な溶媒であるならその限りではない。
溶液中のホスト化合物の濃度はホスト化合物の種類、 溶媒の種類によって溶解度 が異なるため特に制限はない。
ホスト化合物を溶解した溶液中のホスト化合物と水素とを接触させるには、 この 溶液中に水素をパブリングするなどして注入すれば良い。 これにより、 溶液中のホ スト化合物が水素と接触して反応すると共に、 溶媒が気化蒸発することにより、 水 素をゲスト分子として包接した水素包接化合物の結晶が析出する。 この反応は、 常 温、 常圧にて行うことができる。
このようにして得られる水素包接化合物は、 用いたホスト化合物の種類、 水素と の接触条件等によっても異なるが、 通常ホスト化合物 1モルに対して水素分子 0 . 2〜2 0モルを包接した水素包接化合物である。
得られた水素包接化合物は、 常温常圧において、 長期に亘り水素を安定に包接す る。 しかも、 この水素包接化合物は、 水素貯蔵合金と比べ、 軽量で取り扱い性にも 優れる。 この水素包接化合物はガラス、 金属、 プラスチック等の容器に入れて容易 に貯蔵 ·運搬することができる。
また、この水素包接化合物から水素を放出させるには、ホスト化合物にもよるが、 3 0〜2 0 0 °C、 特に 4 0〜 1 0 0 °C程度に加熱すれば良く、 これにより容易に水 素包接化合物中から水素を放出させて回収することができる。
なお、 前述の如く、 ホスト化合物を溶媒に溶解させた溶液に水素を流通させて水 素包接化合物を製造した場合、 通常はホスト化合物と水素の 2成分からなる包接化 合物が得られるが、 使用した溶媒も包接された、 ホスト化合物、 水素および溶媒の 3成分からなる包接化合物が得られる場合もある。 この 3成分水素包接化合物から 水素を放出させる際に、 この溶媒も同時に放出されることを防止するためには、 溶 媒の放出温度と水素の放出温度との間に、 20〜30°C以上の差異を有するのが好 ましく、 特にこの場合に使用する溶媒としては、 水素の放出温度よりも沸点の高い 溶媒を用いることが好まレぃ。
このようにして、 一且水素を包接した後これを放出したホスト化合物は、 再び水 素と接触反応させることにより、 再度水素を包接した水素包接化合物とすることが できる。 即ち、 ホス ト化合物は繰り返し使用が可能である。 しかも、 ー且水素を包 接した後これを放出した固体状態のホスト化合物は、水素の選択的包接能が向上し、 水素ガスのみならず、 水素を含む混合ガスと接触反応させた場合でも、 水素を選択 的に包接することが可能となる。
このように水素の選択的包接性が向上したホスト化合物であれば、 水素を含有す る各種のプロセス排ガス中から、 水素のみを選択的に回収してエネルギー源等とし て有効利用することが可能である。
以下に実施例を挙げて本発明の水素包接化合物及びその製造方法をより具体的に 説明する。
実施例 22
[水素包接化合物の製造]
1, 1—ビス (4ーヒ ドロキシフエニル) シクロへキサン (以下 「: BHC」 と略 記する) 0. 2 gとメタノール 3m 1をサンプル瓶に入れて混合して BHCを溶解 させた。 この溶液中に市販の水素ガスボンベから水素をパブリングさせると、 溶媒 であるメタノールが気化蒸発し、 結晶化物が得られた。 この結晶を室温下で 1時間 程度風乾して溶媒であるメタノールを蒸発させた (結晶 A) 。
比較のため、 BHCO. 2 gをメタノール 3m 1に溶解させたものをそのまま放 置し (水素とは反応させない) 、 析出してくる結晶を採取した (結晶 B) 。
上記で得られた結晶 A, Bをそれぞれ I Rスぺクトル測定を行った結果を図 22, 23に、 またこれらを重ね合わせたデータを図 24に示す。 図 23〜24の I Rス ベク トル図から明らかなように、 結晶 Aと結晶 Bの I Rスペク トルは、 ホスト化合 物である BHCの水素基に由来する 3100〜 3700 c m— 1の領域及ぴ 120 0 cm一1付近で明らかに異なり、 異なる結晶が得られていることが確認された。 また、 この 2種類の結晶の TG— DTA測定を行った。 測定条件は温度範囲 25 〜500°C、 昇温条件は 10°CZ分とした。 結晶 Aでの結果を図 25に、 結晶 Bで の結果を図 26に示す。 その結果、 結晶 Bでは 80〜110°Cで気化する成分 (メ タノールと考えられる) が認められるが、 結晶 Aでは 50°Cまでと 80°C付近の 2 段階で気化する成分があり、 結晶 Bでは認められなかった 50°Cまでに気化する成 分が存在することがわかった。 この結晶 Aをテドラーバックに入れ、 これを 50°C に調節した恒温槽に 30分放置し、 気化した成分を水素分析用の検知管で評価した 結果、 気化した成分が水素であることが確認できた。
これらの結果より、 結晶 Aはホスト化合物である BHC—水素一メタノールの 3 成分 (BHCZ水素 Zメタノール =1/10/1 (モノレ比) ) から成る包接化合物 であり、 40〜50°C付近で水素が放出されることが推定された。
[水素包接化合物の特性確認]
(1) 製造された水素包接化合物 (結晶 A) を常温常圧でガラス容器に入れて 2 日間放置した後、 再度 I Rスペク トル測定と TG— DTA測定を行ったところ、 い ずれも放置前の結晶 Aの測定 果とほぼ同等の結果が得られ、 水素を安定に貯蔵で きることが確認された。
(2) 製造された水素包接化合物 (結晶 A) をガラス容器に入れ湯浴にて加温す ることにより 50°Cに加熱したところ、水素が発生し、 1 gの水素包接化合物から、 0. 06 gの水素を回収することができた。 この割合は、 BHC 1モルに対して水 素約 10モルを包接したことになる。
(3) (2) で水素を放出させた後の結晶を上記と同様にしてメタノールに溶解 させた後、水素をパブリングさせ、溶媒のメタノールを気化蒸発させて結晶を得た。 この結晶について、 実施例 22と同様にして風乾した後、 I R測定及ぴ TG— DT A測定を行ったところ、 いずれも結晶 Aの測定結果とほぼ同等であり、 水素を再度 包接して貯蔵することができることが確認された。
(4) (3) で水素を包接した水素包接化合物を上記 (2) と同様に加熱したと ころ、 水素が発生し、 1 gの水素包接化合物から 0. 06 gの水素を回収すること ができた。 これらの結果から、 ー且水素を包接した後水素を放出したホス ト化合物は、 再度 ほぼ同量の水素を包接して、 放出することができることが確認された。
以上詳述した通り、 本宪明の水素包接化合物及びその製造方法によれば、 次のよ うな優れた効果が奏される。
i) 水素を常温、 常圧条件で貯蔵することができる。
ϋ) 耐圧容器、低温容器等が不要であり、 比較的小型、軽量な状態で水素を貯蔵 · 運搬することができる。
iii) 貯蔵した水素を 5 0 °C付近という比較的低い温度で放出させることができる。 iv) 水素ガスのみならず、 混合ガス中の水素分子をも選択的に包接して貯蔵する ことができる。
V) 加熱して水素が放出させた後のホスト化合物は、 水素と接触反応させること により再度水素包接化合物を得ることができ、 再利用できる。
vi) 加熱して水素が放出した後のホスト化合物は、 水素の包接選択性が極めて高 くなり、水素を含む混合ガスに接触させるだけで、選択的な水素貯蔵が可能となる。 vii) 工業的な種々のプロセスで発生し、 現状では希釈して系外へ排出している水 素含有ガスにホスト化合物を接触させることにより、 エネルギー源である水素を回 収することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 有機化合物に、 水素ガスを加圧状態で接触させることを特徴とする水素貯蔵 方法。
2 . 請求項 1において、 該有機化合物が多孔質物質に担持されていることを特徴 とする水素貯蔵方法。
3 . 請求項 1又は 2において、 該有機化合物が水素ガスとの接触で水素分子化合 物を形成する化合物であることを特徴とする水素貯蔵方法。
4 . 請求項 3において、 該水素分子化合物は、 前記有機化合物をホスト化合物と する水素包接化合物であることを特徴とする水素貯蔵方法。
5 . 請求項 4において、 該有機化合物が単分子系ホスト化合物、 多分子系ホスト 化合物及び高分子系ホスト化合物よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上である ことを特徴とする水素貯蔵方法。
6 . 請求項 5において、 単分子系ホスト化合物が、 シクロデキストリン類、 クラ ゥンエーテル類、 クリプタンド類、 シクロフアン類、 ァザシクロフアン類、 力リツ タスアレン類、 シクロトリべラトリレン類、 スフエランド類、 及び環状オリゴぺプ チド類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素貯蔵 方法。
7 . 請求項 5において、 多分子系ホスト化合物が、 尿素類、 チォ尿素類、 デォキ シコール酸類、 ペルヒ ドロトリフエ二レン類、 トリ一 o—チモチド類、 ビアンスリ ノレ類、 スピロビフルオレン類、 シクロフォスファゼン類、 モノアノレコーノレ類、 ジォ ール類、 アセチレンアルコール類、 ヒ ドロキシべンゾフエノン類、 フエノール類、 ビスフエノール類、 トリスフエノール類、 テトラキスフエノール類、 ポリフエノー ル類、 ナフトール類、 ビスナフトール類、 ジフエ-ルメタノール類、 カルボン酸ァ ミ ド類、 チォアミ ド類、 ビキサンテン類、 カルボン酸類、 イミダゾール類、 ヒ ドロ キノン類、 有機リン化合物及ぴ有機ケィ素化合物よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素貯蔵方法。
8 . 請求項 7において、 多分子系ホスト化合物が、 尿素、 1, 1, 6, 6—テト ラフェニノレへキサ一 2, 4—ジイン _ 1, 6—ジオール、 1, 1—ビス (2, 4— ジメチルフエニル) 一 2—プロピン _ 1—オール、 1, 1, 4, 4—テトラフエ二 ルー 2—ブチン一 1, 4ージオール、 1, 1, 6, 6—テトラキス (2, 4—ジメ チルフエニル) 一 2, 4一へキサジイン一 1, 6—ジオール、 9, 10—ジフエ二 ル一 9, 1 0—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0—ジォーノレ、 9, 10—ビス (4 —メチルフエ二ル) _ 9, 1 0—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0—ジオール、 1, 1 , 2, 2—テトラフエニノレエタン一 1 , 2―ジオール、 4ーメ トキシフエノーノレ、 2, 4ージヒ ドロキシベンゾフエノン、 4, 4 ' —ジヒ ドロキシベンゾフエノン、 2, 2, 一ジヒ ドロキシベンゾフエノン、 2, 2,, 4, 4, 一テトラヒ ドロキシべ ンゾフエノン、 1, 1一ビス (4—ヒ ドロキシフエニル) シク口へキサン、 4, 4, —スルホニルビスフエノール、 2, 2, 一メチレンビス (4—メチル一 6— t—ブ チノレフエノーノレ)、 4, 4, ーェチリデンビスフエノーノレ、 4, 4, —チォビス ( 3 —メチノレー 6— tーブチノレフエノーノレ)、 1, 1, 3—トリス (2—メチノレ一 4—ヒ ドロキシ一 5— t—ブチルフエニル) ブタン、 1, 1, 2, 2ーテトラキス (4一 ヒ ドロキシフエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4ーヒ ドロキシフエ ニル) エチレン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (3—メチルー 4—ヒ ドロキシフエ ニル) ェタン、 1, 1, 2, 2ーテトラキス (3—フルオロー 4ーヒ ドロキシフエ 二ノレ) ェタン、 α, α, α', α, 一テトラキス ( 4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) 一 ρ— キシレン、 テトラキス (ρ—メ トキシフエニル) エチレン、 3, 6, 3,, 6, 一テ トラメ トキシー 9, 9, —ビ一 9Η—キサンテン、 3, 6, 3,, 6, —テトラァセ トキシー 9, 9, ービ一 9 Η—キサンテン、 3, 6, 3,, 6, —テトラヒ ドロキシ — 9, 9, —ビー 9 Η—キサンテン、 没食子酸、 没食子酸メチル、 カテキン、 ビス 一 i3 _ナフトーノレ、 a , a , a ' , a ' —テトラフエニノレー 1, 1, ービフエニノレー 2, 2 ' —ジメタノール、 ジフェン酸ビスジシクロへキシルアミ ド、 フマル酸ビス ジシクロへキシノレアミ ド、 コール酸、 デォキシコール酸、 1, 1, 2, 2—テトラ フエニノレエタン、 テトラキス (p—ョードフエニル) エチレン、 9, 9, -ビアン スリル、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4 _力ノレボキシフエ二ノレ) ェタン、 1, 1 , 2, 2—テトラキス (3—カルポキシフエ-ル) ェタン、アセチレンジカルボン酸、 2, 4, 5—トリフエ二ルイミダゾール、 1, 2, 4, 5—テトラフエ二ルイミダ ゾール、 2—フエ二ノレフエナント口 [9, 1 0 - d] イミダゾーノレ、 2 - (o—シ ァノフエ二ノレ) フエナント口 [9, 1 0 - d] イミダゾール、 2— (m—シァノフ ェニル) フヱナント口 [9, 1 0— d] イミダゾーノレ、 2 - (p—シァノフエニル) フエナント口 [9, 1 0— d] イミダゾーノレ、 ヒ ドロキノン、 2— t—ブチノレヒ ド ロキノン、 2, 5—ジー t—ブチルヒ ドロキノン、 2, 5―ビス (2, 4一ジメチ ルフヱニル) ヒ ドロキノン、 及びトリ一 m— トリルフォスフィンよりなる群から選 ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素貯蔵方法。
9. 請求項 8において、 多分子系ホスト化合物が、 1, 1—ビス (4—ヒドロキ シフエニル) シクロへキサン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4ーヒ ドロキシフエ ニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4ーヒ ドロキシフエニル) エチレン、 テトラキス (ρ—メ トキシフエニル) エチレン、 9, 9, -ビアンスリル、 1, 1, 2, 2—テトラフエニルェタン、 ジフェン酸ビス (ジシクロへキシルアミ ド)、 フマ ル酸ビスジシクロへキシルアミ ド、 a, a, ', a ' —テトラフエ二ルー 1, 1, -ビブヱニル— 2, 2, ージメタノール、 1, 1, 6, 6—テトラフヱニルへキサ - 2, 4—ジィン一 1, 6—ジオール、 及び 2— (m—シァノフエニル) フエナン トロ [9, 1 0— d] イミダゾールよりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であ ることを特徴とする水素貯蔵方法。
1 0. 請求項 5において、高分子系ホスト化合物が、セルロース類、デンプン類、 キチン類、 キトサン類、 ポリビエルアルコール類、 1, 1, 2, 2—テトラキスフ ェニルェタンをコアとするポリエチレングリコールアーム型ポリマー類、 及び α, a, ', a, ーテトラキスフエ二ルキシレンをコアとするポリエチレングリコーノレ アーム型ポリマー類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴と する水素貯蔵方法。
1 1. 請求項 4において、 該有機化合物が、 芳香族系化合物、 アミド系化合物、 アルコール系化合物、 イミダゾール系化合物、 ヒドロキノン類、 尿素類、 カルボン 酸類、 シクロデキストリン類、 ポリフヱノール類.、 コール酸類、 セルロース類及ぴ 有機リン化合物よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする 水素貯蔵方法。
1 2 . 請求項 1 1において、 芳香族系化合物がフエノール系化合物であることを 特徴とする水素貯蔵方法。
1 3 . 請求項 1ないし 1 2のいずれか 1項において、 前記加圧条件が 1 . 0 X 1 0一 1 QM P a以上であることを特徴とする水素貯蔵方法。
1 4 . 請求項 1ないし 1 3のいずれか 1項において、 前記加圧条件が 1 . 0 X 1 0一 1 ()〜2 0 O M P aであることを特徴とする水素貯蔵方法。
1 5 . ホス ト化合物と水素との接触反応により水素を包接したことを特徴とする 水素包接化合物。
1 6 . 請求項 1 5において、 該ホスト化合物が単分子系ホスト化合物、 多分子系 ホスト化合物、 高分子系ホスト化合物、 及び無機系ホスト化合物よりなる群から選 ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素包接化合物。
1 7 . 請求項 1 6において、 単分子系ホスト化合物が、 シクロデキストリン類、 クラウンエーテル類、 クリプタンド類、 シクロフアン類、 ァザシクロフアン類、 力 リックスアレン類、 シクロトリベラトリレン類、 スフヱランド類、 及ぴ環状オリゴ ペプチド類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徵とする水素 包接化合物。
1 8 . 請求項 1 6において、 多分子系ホスト化合物が、 尿素類、 チォ尿素類、 デ ォキシコール酸類、 ペルヒ ドロ トリフエ二レン類、 トリー o—チモチド類、 ビアン スリル類、 スピロビフルオレン類、 シクロフォスファゼン類、 モノアルコール類、 ジオール類、 アセチレンアルコール類、 ヒ ドロキシベンゾフエノン類、 フエノーノレ 類、 ビスフエノール類、 トリスフエノ ル類、 テトラキスフエノール類、 ポリフエ ノール類、 ナフトール類、 ビスナフトール類、 ジフエニルメタノール類、 カルボン 酸アミド類、 チォアミ ド類、 ビキサンテン類、 カルボン酸類、 イミダゾール類、 ヒ ドロキノン類、 有機リン化合物及ぴ有機ケィ素化合物よりなる群から選ばれる 1種 又は 2種以上であることを特徴とする水素包接化合物。
1 9 . 請求項 1 8において、 多分子系ホスト化合物が、 尿素、 1, 1 , 6 , 6 - テトラフエエルへキサ一 2, 4—ジイン一 1, 6—ジオール、 1, 1一ビス (2, 4ージメチルフエ二ノレ) 一 2—プロピン一 1—オール、 1, 1, 4, 4—テトラフ ェニル— 2—ブチン一 1, 4—ジオール、 1, 1, 6, 6—テトラキス (2, 4一 ジメチルフエ二ノレ) 一 2, 4—へキサジイン _ 1, 6一ジォ一ル、 9, 1 0—ジフ エニスレー 9, 1 0—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0—ジォーノレ、 9, 1 0—ビス ( 4一メチルフエ-ノレ) - 9 , 1 0—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0—ジォーノレ、 1, 1, 2, 2—テトラフエニルェタン一 1, 2—ジオール、 4—メ トキシフエノ 一ノレ、 2, 4—ジヒ ドロキシベンゾフエノン、 4, 4, ージヒ ドロキシベンゾフエ ノン、 2, 2 ' —ジヒ ドロキシベンゾフエノン、 2, 2,, 4, 4, ーテトラヒ ドロ キシベンゾフエノン、 1, 1—ビス (4—ヒ ドロキシフエ二 シク口へキサン、 4, 4 ' ースノレホニノレビスフエノーノレ、 2, 2, ーメチレンビス (4ーメチノレー 6 — t一ブチルフエノール)、 4, 4, —ェチリデンビスフエノール、 4, 4, ーチォ ビス (3—メチノレ一 6— t—ブチルフエノール)、 1, 1, 3—トリス (2—メチル 一 4—ヒ ドロキシー 5 _ t—ブチノレフエ二ノレ) ブタン、 1, 1, 2, 2—テトラキ ス (4—ヒ ドロキシフエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4—ヒ ドロ キシフエニル) エチレン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (3—メチルー 4ーヒ ドロ キシフエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス ( 3—フルオロー 4—ヒ ドロ キシフエニル) ェタン、 a, a , α ' , a '—テトラキス (4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) 一 ーキシレン、 テトラキス ( p—メ トキシフエニル) エチレン、 3, 6, 3 ,, 6 , ーテトラメ トキシー 9 , 9, 一ビ一 9 H—キサンテン、 3, 6 , 3 ,, 6, ーテトラ ァセトキシー 9, 9, ービ一 9 H—キサンテン、 3, 6, 3,, 6, 一テトラヒ ドロ キシー 9, 9, 一ビー 9 H—キサンテン、 没食子酸、 没食子酸メチル、 カテキン、 ビス一;3—ナフトーノレ、 a , a , α ' , a ' —テトラフエ二ノレ一 1, 1, 一ビフエ二 ルー 2, 2, 一ジメタノール、 ジフェン酸ビスジシクロへキシルアミ ド、 フマル酸 ビスジシクロへキシノレアミ ド、 コーノレ酸、 デォキシコール酸、 1, 1, 2 , 2—テ トラフエニノレエタン、 テトラキス (p—ョードフエ二ノレ) エチレン、 9, 9, ービ アンスリル、 1, 1, 2, 2ーテトラキス ( 4—カルポキシフエニル) ェタン、 1, 1, 2 , 2—テトラキス ( 3—力ルポキシフエニル) ェタン、 アセチレンジカルボ ン酸、 2, 4, 5— トリフエニノレイミダゾール、 1, 2, 4, 5—テトラフェニル イミダゾーノレ、 2—フエ二ノレフエナント口 [9, 1 0— d] イミダゾーノレ、 2— (o 一シァノフエ二ノレ) フエナント口 [9, 1 0 - d] イミダゾーノレ、 2— (m—シァ ノフエニル) フエナント口 [9, 1 0 - d] イミダゾール、 2— (p—シァノフエ 二ノレ) フエナント口 [9, 1 0— d] イミダゾーノレ、 ヒ ドロキノン、 2— t—ブチ ルヒ ドロキノン、 2, 5—ジー t—ブチルヒドロキノン、 2, 5—ビス (2, 4— ジメチルフエニル) ヒ ドロキノン及ぴトリ一m—トリルフォスフィンよりなる群か ら選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素包接化合物。
20. 請求項 1 9において、 多分子系ホスト化合物が、 1, 1一ビス (4ーヒド ロキシフエニル) シクロへキサン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4ーヒ ドロキシ フエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4ーヒ ドロキシフエ-ル) ェチ レン、 テトラキス (p—メ トキシフエニル) エチレン、 9, 9, 一ビアンスリル、 1, 1, 2, 2—テトラフエニルェタン、 ジフェン酸ビス (ジシクロへキシ/レアミ ド)、 フマル酸ビスジシクロへキシルアミ ド、 a, a, a', a ' ーテトラフェニル — 1, 1, 一ビフエニル一 2, 2, 一ジメタノール、 1, 1, 6, 6—テトラフエ エルへキサー 2, 4 _ジィンー 1, 6—ジオール、 及び 2— (m—シァノフエニル) フエナント口 [9, 1 0— d] イミダゾールよりなる群から選ばれる 1種又は 2種 以上であることを特徴とする水素包接化合物。
2 1. 請求項 1 6において、 高分子系ホスト化合物が、 セルロース類、 デンプン 類、 キチン類、 キトサン類、 ポリビュルアルコール類、 1, 1, 2, 2—テトラキ スフヱニルェタンをコアとするポリエチレングリコールアーム型ポリマー類、 及び a, α, α', α, 一テトラキスフエ二ルキシレンをコアとするポリエチレングリコ 一ルアーム型ポリマー類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特 徴とする水素包接化合物。
2 2. 請求項 1 6において、 無機系ホスト化合物が、 粘土鉱物類、 モンモリロナ ィト類、 及びゼォライト類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを 特徴とする水素包接化合物。
23. 請求項 1 5において、 該ホスト化合物が、 芳香族系化合物、 アミ ド系化合 物、 アルコール系化合物、 イミダゾール系化合物、 ヒドロキノン類、 尿素類、 カル ボン酸類、 シクロデキストリン類、 ポリフエノール類、 コール酸類、 セルロース類 及び有機リン化合物よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴と する水素包接化合物。
2 4 . 請求項 2 3において、 芳香族系化合物がフエノール系化合物であることを 特徴とする水素包接化合物。
2 5 . ホス ト化合物を溶媒に溶解し、 この溶液中に水素を流通しながら前記ホス ト化合物を再結晶させると共に前記ホスト化合物の結晶格子中に水素分子を揷入す ることを特徴とする水素包接化合物の製造方法。
2 6 . 請求項 2 5において、 該ホスト化合物が単分子系ホスト化合物、 多分子系 ホスト化合物、 高分子系ホスト化合物、 及び無機系ホスト化合物よりなる群から選 ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素包接化合物の製造方法。
2 7 . 請求項 2 6において、 単分子系ホスト化合物が、 シクロデキストリン類、 クラウンエーテル類、 クリプタンド類、 シクロフアン類、 ァザシクロフアン類、 力 リ ックスアレン類、 シクロトリべラトリレン類、 スフヱランド類、 及ぴ環状オリゴ ペプチド類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素 包接化合物の製造方法。
2 8 . 請求項 2 6において、 多分子系ホスト化合物が、 尿素類、 チォ尿素類、 デ ォキシコール酸類、 ペルヒ ドロ トリフヱニレン類、 トリ一。ーチモチド類、 ビアン スリル類、 スピロビフノレオレン類、 シクロフォスファゼン類、 モノアルコール類、 ジォーノレ類、 アセチレンァノレコーノレ類、 ヒ ドロキシベンゾフエノン類、 フエノール 類、 ビスフエノーノレ類、 トリスフエノール類、 テトラキスフエノール類、 ポリフエ ノール類、 ナフトール類、 ビスナフトール類、 ジフエ二ルメタノール類、 カルポン 酸アミド類、 チォアミ ド類、 ビキサンテン類、 カルボン酸類、 イミダゾール類、 ヒ ドロキノン類、 有機リン化合物及び有機ケィ素化合物よりなる群から選ばれる 1種 又は 2種以上であることを特徴とする水素包接化合物の製造方法。
2 9 . 請求項 2 8において、 多分子系ホスト化合物が、 尿素、 1, 1, 6, 6— テトラフエニルへキサー 2, 4—ジイン一 1, 6—ジオール、 1, 1 _ビス (2, 4ージメチルフエニル) _ 2—プロピン一 1一オール、 1, 1, 4 , 4—テトラフ ェニノレー 2—ブチン一 1, 4—ジォーノレ、 1, 1, 6, 6—テトラキス (2, 4一 ジメチルフエニル) 一 2, 4一へキサジイン一 1, 6—ジオール、 9, 1 0—ジフ ェニノレ一.9, 1 0—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0—ジォーノレ、 9, 1 0—ビス
(4一メチルフエニル)一 9, 1 0—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0—ジオール、 1, 1, 2, 2—テトラフエ-ルェタン一 1, 2—ジオール、 4—メ トキシフエノ 一^^、 2, 4ージヒ ドロキシベンゾフエノン、 4, 4, 一ジヒ ドロキシベンゾフエ ノン、 2, 2, ージヒ ドロキシベンゾフエノン、 2, 2 ', 4, 4, —テトラヒ ドロ キシベンゾフエノン、 1, 1—ビス (4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) シクロへキサン、 4, 4, ースノレホニルビスフエノーノレ、 2, 2, ーメチレンビス (4ーメチノレ一 6 一 tーブチノレフエノーノレ)、 4, 4, ーェチリデンビスフエノーノレ、 4, 4, ーチォ ビス (3—メチノレー 6— t一ブチルフエノーノレ)、 1, 1, 3—トリス (2—メチル 一 4—ヒ ドロキシー 5— t _ブチルフエニル) ブタン、 1, 1, 2, 2—テトラキ ス (4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4ーヒ ドロ キシフエ二ノレ) エチレン、 1, 1 , 2, 2ーテトラキス (3ーメチルー 4—ヒ ドロ キシフエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (3—フルオロー 4—ヒ ドロ キシフエ二ノレ) ェタン、 α, a, α' , α, ーテトラキス ( 4—ヒ ドロキシフエ二ノレ) _ρ—キシレン、 テトラキス (ρ—メ トキシフエニル) エチレ 、 3, 6, 3,, 6, ーテトラメ トキシー 9, 9, ービ一 9 Η—キサンテン、 3, 6, 3,, 6, —テトラ ァセトキシー 9, 9, ービ一 9 Η—キサンテン、 3, 6, 3,, 6, 一テトラヒ ドロ キシ一 9, 9, ービ— 9 Η—キサンテン、 没食子酸、 没食子酸メチル、 カテキン、 ビス一 J3—ナフトール、 a, a, ひ,, α ' ーテトラフエ二ノレ一 1, 1, ービフエ二 ノレ一 2, 2 ' —ジメタノーノレ、 ジフェン酸ビスジシクロへキシノレアミ ド、 フマノレ酸 ビスジシクロへキシルアミ ド、 コール酸、 デォキシコール酸、 1, 1, 2, 2—テ トラフエニルェタン、 テトラキス (ρ—ョードフエ二ノレ) エチレン、 9, 9, 一ビ アンスリル、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4一カルボキシフエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (3—カルボキシフエニル) ェタン、 アセチレンジカノレポ ン酸、 2, 4, 5—トリフエ二ルイミダゾール、 1, 2, 4, 5—テトラフェニル イミダゾール、 2—フエ二ノレフエナント口 [9, 1 0— d] イミダゾーノレ、 2— (o 一シァノフエニル) フエナント口 [9, 1 0— d] イミダゾール、 2— (m—シァ ノフエニル) フエナント口 [9, 1 0— d] イミダゾール、 2— (p—シァノフエ ニル) フエナント口 [9, 1 0— d] イミダゾール、 ヒドロキノン、 2— t—プチ ノレヒ ドロキノン、 2, 5—ジー tーブチルヒ ドロキノン、 2, 5—ビス (2, 4 - ジメチルフエニル) ヒ ドロキノン及ぴトリ -m-トリルフォスフィンよりなる群か ら選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素包接化合物の製造方法。
30. 請求項 2 9において、 多分子系ホス ト化合物が、 1, 1一ビス (4ーヒ ド ロキシフエニル) シク口へキサン、 1, 1, 2, 2ーテトラキス (4—ヒドロキシ フエ二ノレ) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4ーヒドロキシフエニル) ェチ レン、 テトラキス (p—メ トキシフエニル) エチレン、 9, 9, 一ビアンスリル、 1, 1, 2, 2—テトラフヱニルェタン、 ジフェン酸ビス (ジシク口へキシルアミ ド)、 フマノレ酸ビスジシクロへキシノレアミ ド、 a, a, a', a ' ーテトラフエ二ノレ - 1, 1, ービフエ二ルー 2, 2, 一ジメタノール、 1, 1, 6, 6—テトラフエ ニルへキサ一 2, 4ージイン一 1, 6—ジオール、 及び 2— (m—シァノフエニル) フエナント口 [9, 1 0_ d] イミダゾールよりなる群から選ばれる 1種又は 2種 以上であることを特徴とする水素包接化合物の製造方法。
3 1. 請求項 2 6において、 高分子系ホスト化合物が、 セルロース類、 デンプン 類、 キチン類、 キトサン類、 ポリビュルアルコール類、 1, 1, 2, 2—テトラキ スフェニルェタンをコアとするポリエチレンダリコールアーム型ポリマー類、 及ぴ a, a, α' , a, ーテトラキスフエニノレキシレンをコアとするポリエチレングリコ ールアーム型ポリマー類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特 徴とする水素包接化合物の製造方法。
3 2. 請求項 2 6において、 無機系ホスト化合物が、 粘土鉱物類、 モンモリロナ イト類、 及びゼォライト類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを 特徴とする水素包接化合物の製造方法。
33. 請求項 2 5において、 ホスト化合物がフエノール系ホスト化合物等の多分 子系ホスト化合物であり、 溶媒がメタノール、 エタノール等のアルコール類、 ァセ トン、 メチルェチルケトン等のケトン類、 酢酸ェチル等のエステル類、 ジェチルェ 一テル、 ジブチルエーテル等のエーテル類、 テトラヒ ドロフラン等のフラン類、 ジ メチルァセトアミ ド等のアミ ド類、 ァセトアルデヒ ド、 及びべンズアルデヒ ド等の アルデヒド類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水 素包接化合物の製造方法。
3 4 . ホスト化合物に、 水素ガスを加圧状態で接触させることを特徴とする水素 包接化合物の製造方法。
3 5 . 請求項 3 4において、 該ホスト化合物が単分子系ホスト化合物、 多分子系 ホスト化合物、 及ぴ高分子系ホスト化合物よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以 上であることを特徴とする水素包接化合物の製造方法。
3 6 . 請求項 3 5において、 単分子系ホスト化合物が、 シクロデキストリン類、 クラウンエーテル類、 クリプタンド類、 シクロフアン類、 ァザシクロフアン類、 力 リ ックスアレン類、 シクロ トリべラトリ レン類、 スフエランド類、 及ぴ環状オリゴ ペプチド類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素 包接化合物の製造方法。
3 7 . 請求項 3 5において、 多分子系ホスト化合物が、 尿素類、 チォ尿素類、 デ ォキシコール酸類、 ペルヒ ドロトリフエ二レン類、 トリー o—チモチド類、 ビアン スリル類、 スピロビフルオレン類、 シク口フォスファゼン類、 モノアルコール類、 ジオール類、 アセチレンアルコーノレ類、 ヒ ドロキシベンゾフエノン類、 フエノーノレ 類、 ビスフエノール類、 トリスフエノール類、 テトラキスフエノール類、 ポリフエ ノール類、 ナフトール類、 ビスナフトール類、 ジフエニルメタノール類、 カルボン 酸アミド類、 チォアミド類、 ビキサンテン類、 カルボン酸類、 イミダゾール類、 ヒ ドロキノン類、 有機リン化合物及ぴ有機ケィ素化合物よりなる群から選ばれる 1種 又は 2種以上であることを特徴とする水素包接化合物の製造方法。
3 8 . 請求項 3 7において、 多分子系ホスト化合物が、 尿素、 1, 1, 6, 6 - テトラフエ二ノレへキサー 2, 4ージイン一 1, 6一ジオール、 1, 1一ビス ( 2,
4—ジメチルフエ二ノレ) — 2—プロピン _ 1—オール、 1, 1, 4, 4ーテトラフ ェニルー 2—ブチン一 1, 4—ジオール、 1, 1, 6, 6—テトラキス (2, 4— ジメチルフエニル) - 2 , 4一へキサジィンー 1, 6一ジオール、 9, 1 0—ジフ 工ニル一 9, 1 0—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0—ジオール、 9, 1 0—ビス (4ーメチノレフエニル) - 9, 10—ジヒ ドロアントラセン一 9, 1 0一ジオール、 1, 1, 2, 2—テトラフエニルェタン一 1, 2—ジオール、 4ーメ トキシフエノ 一ノレ、 2, 4ージヒ ドロキシベンゾフエノン、 4, 4, ージヒ ドロキシベンゾフエ ノン、 2, 2, 一ジヒ ドロキシベンゾフエノン、 2, 2,, 4, 4, ーテトラヒ ドロ キシベンゾフエノン、 1, 1一ビス (4—ヒ ドロキシフエ二ノレ) シクロへキサン、 4, 4, 一スルホニノレビスフエノーノレ、 2, 2 ' ーメチレンビス (4—メチノレー 6 _ t—ブチルフエノール)、 4, 4, 一ェチリデンビスフエノール、 4, 4, ーチォ ビス (3—メチル一 6 _ t _ブチルフエノール)、 1, 1, 3— トリス (2—メチノレ —4—ヒ ドロキシー 5— t—ブチノレフエ二ノレ) ブタン、 1, 1, 2, 2—テトラキ ス (4—ヒ ドロキシフエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4—ヒ ドロ キシフエ二ノレ) エチレン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (3—メチル一4—ヒ ドロ キシフエ二ノレ) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (3—フルオロー 4ーヒ ドロ キシフエ二ノレ) ェタン、 QJ, a, α' , a ' —テトラキス (4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) _p—キシレン、 テトラキス (p—メ トキシフエ二ノレ) エチレン、 3, 6 , 3 6, —テトラメ トキシー 9, 9, 一ビ一 9H—キサンテン、 3, 6, 3,, 6, 一テトラ ァセトキシ一 9, 9, —ビ一 9H—キサンテン、 3, 6, 3,, 6, ーテトラヒ ドロ キシー 9, 9, 一ビー 9 H—キサンテン、 没食子酸、 没食子酸メチル、 カテキン、 ビス一 j3—ナフトーノレ、 a, a, α ', a ' ーテトラフエ二ノレ一 1, 1, ービフエ二 ル一 2, 2, ージメタノール、 ジフェン酸ビスジシクロへキシルアミ ド、 フマル酸 ビスジシクロへキシルアミ ド、 コール酸、 デォキシコール酸、 9, 9, ービアンス リル、 1, 1, 2, 2—テトラフエニノレエタン、 テトラキス (p—ョードフエニル) エチレン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4一力ルポキシフエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (3—力ノレボキシフエニル) ェタン、 アセチレンジカルポ ン酸、 2, 4, 5—トリフヱニルイミダゾ一ノレ、 1, 2, 4, 5—テトラフェニル イミダゾーノレ、 2—フエ二ノレフエナント口 [ 9, 1 0— d] イミダゾーノレ、 2 - (o 一シァノフエニル) フエナント口 [9, 1 0 - d] イミダゾール、 2— (m—シァ ノフエ二ル) フエナント口 [9, 1 0 - d] イミダゾール、 2— (p—シァノフエ ニル) フエナント口 [ 9, 1 0— d ] イミダゾール、 ヒ ドロキノン、 2— t—ブチ ルヒ ドロキノン、 2, 5—ジ一 t—プチルヒ ドロキノン、 2, 5—ビス (2, 4 - ジメチルフエニル) ヒ ドロキノン及ぴトリ— m—トリルフォスフィンよりなる群か ら選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする水素包接化合物の製造方法。
3 9 . 請求項 3 8において、 多分子系ホス ト化合物が、 1, 1 _ビス (4ーヒ ド ロキシフエニル) シクロへキサン、 1, 1, 2, 2—テトラキス (4ーヒ ドロキシ フエニル) ェタン、 1, 1, 2, 2—テトラキス ( 4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) ェチ レン、 テトラキス (p—メ トキシフエ二ル) エチレン、 9 , 9 ' —ビアンスリル、
1, 1, 2, 2—テトラフェニルエタン、 ジフェン酸ビス (ジシク口へキシルァミ ド)、 フマノレ酸ビスジシクロへキシルアミ ド、 a, a , a ' , a ' ーテトラフヱ二ノレ 一 1, 1, ービフエ二ルー 2, 2 ' ージメタノール、 1, 1, 6, 6—テトラフエ ニルへキサ一 2, 4—ジイン一 1, 6 -ジオール、 及ぴ 2 - (m—シァノフエニル) フヱナント口 [ 9, 1 0— d ] イミダゾールよりなる群から選ばれる 1種又は 2種 以上であることを特徴とする水素包接化合物の製造方法。
4 0 . 請求項 3 5において、 高分子系ホスト化合物が、 セルロース類、 デンプン 類、 キチン類、 キトサン類、 ポリビニルアルコール類、 1, 1, 2, 2—テトラキ スフヱニルェタンをコアとするポリエチレングリコールアーム型ポリマー類、 及び a , α , α ' , α, ーテトラキスフエ二ルキシレンをコアとするポリエチレングリコ 一ルアーム型ポリマー類よりなる群から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特 徴とする水素包接化合物の製造方法。
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