DATE2025.05.19 #Press Releases

加圧により水を取り出せる材料を開発

発表概要

銅―クロム・プルシアンブルー類似体は、結晶中に空隙（細孔）を持つ化合物です。筑波大学数理物質系の所 裕子教授、東京大学大学院理学系研究科の大越 慎一教授らの研究グループは、これに圧力を加えることで、内部に保持されていた水分を排出させる現象を見いだしました。これまでに報告されているオンサイト水生産技術は温度差や湿度差を利用するため、自然環境に依存しやすい上に、長時間の環境変化を待つ必要がありましたが、本材料は温度や湿度の制御を必要とせず、単純な加圧操作のみで水を取り出すことが可能であることを示しました。

本研究では、この銅―クロム・プルシアンブルー類似体に1 ギガパスカルの圧力を加えると、結晶内部の細孔に保持されていた水分が外部に排出され、肉眼で確認できる水滴が発生しました。また、1 kgあたり約240 gの水が得られることが分かりました。圧力前後の赤外分光測定やX線吸収、蛍光分光測定の結果から、圧力によって結晶中の空隙（細孔）に存在する水分子と銅の電子状態が変化し、もともと親水性だった細孔が疎水化することで、水分が排出される仕組みを明らかにしました。

この成果は、乾燥地域など過酷な環境下における新たなオンサイト（現地）水生産技術の実現に資するものであり、水資源再利用技術の開発にも新たな視点を提供すると期待されます。

図：銅―クロム・プルシアンブルー類似体（CuCr PBA）における圧力印加による水生成実験
粉末試料（a）を型に詰め（b）、ペレット成型機を使って圧力を10分間加えた（c）。圧力を開放すると、試料からの水の排出が確認された（d）。排出された水を回収した写真（e）。

関連リンク

筑波大学

発表雑誌

雑誌名	Journal of Materials Chemistry A
論文タイトル	Pressure-induced water producing using a copper–chromium Prussian blue analo