二次元物質ホウ化水素シートの生成に成功―電子材料や水素吸蔵材料、固体燃料などの応用に期待：筑波大学ほか
(2017年9月26日発表)
筑波大学、東北大学、（国）物質・材料研究機構、東京工業大学の共同研究グループは9月26日、理論的に存在が予想されているホウ素と水素から成るシート状物質「ボロファン」の生成に成功したと発表した。電子材料や水素吸蔵材料、固体燃料、固体酸触媒としての応用が期待されるという。
炭素原子一層から成るグラフェンのように、原子一層あるいは原子数層のシート状の二次元物質は、特異な特性や電子状態を持っている場合が多く、世界中で活発に研究されている。
ホウ素と水素のみから成るホウ化水素シート・ボロファンはその一つで、優れた電子材料特性や水素吸蔵特性がこれまでの研究で予想されている。
研究グループは今回、超伝導特性を持つ物質として知られる二ホウ化マグネシウム（MgB2）に着目、これをボロファン作成の母材として用いた。
MgB2は、ホウ素がハニカム状の構造骨格を形成し、このホウ素骨格間に正イオンのマグネシウムが存在するという構成になっている。
研究グループはイオン交換樹脂を用い、ホウ素骨格間にあるマグネシウムイオンを水素の正イオン（プロトン）と交換することにより、水素とホウ素のみで構成される新しい二次元物質が、室温・大気圧下という温和な条件で生成することを見出した。
この反応を調べたところ、二ホウ化マグネシウムと2個の水素イオンとから、マグネシウムイオンと2つのホウ化水素がイオン交換反応で生成、その際、水素とホウ素が1対1の組成比でホウ化水素シートを形成することが明らかになった。
ホウ化水素シートはプロトン（水素イオン）を保持しており、200℃から1,200℃の幅広い温度範囲で水素分子を放出する。このため、理論予想されていた電子材料や水素吸蔵材料以外にも、固体燃料や固体酸触媒としての応用が期待できるという。
