(57)【要約】【課題】従来より優れた気体の取り出し可能量を有する気体吸蔵材を提供する。【解決手段】少なくとも１種の金属元素を含む金属クラスターと、前記金属クラスターを架橋し、１つ以上の芳香環を含む１つ以上の多座配位子と、を有する金属有機構造体と、前記金属元素と異なる金属元素であって、前記金属有機構造体に担持される添加金属元素と、を有し、前記添加金属元素が担持された金属有機構造体は、気体吸着量に応じて小細孔構造と大細孔構造との間で構造変化するものであり、絶対零度における前記小細孔構造のエネルギーと前記大細孔構造のエネルギーとの差が−５０ｋＬ／ｍｏｌ以上〜０ｋＪ／ｍｏｌ未満である気体吸蔵材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の金属元素を含む金属クラスターと、前記金属クラスターを架橋し、１つ以上の芳香環を含む１つ以上の多座配位子と、有する金属有機構造体と、
前記金属元素と異なる金属元素であって、前記金属有機構造体に担持される添加金属元素と、を有し、
前記添加金属元素が担持された金属有機構造体は、気体吸着量に応じて小細孔構造と大細孔構造との間で構造変化するものであり、絶対零度における前記小細孔構造のエネルギーと前記大細孔構造のエネルギーとの差が−５０ｋＪ／ｍｏｌ以上〜０ｋＪ／ｍｏｌ未満であることを特徴とする気体吸蔵材。
【請求項２】
前記金属クラスターの前記金属元素は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｃのうち少なくともいずれか１つであり、前記添加金属元素は、Ｌｉであることを特徴とする請求項１記載の気体吸蔵材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタン等の炭化水素、水素ガス等を吸蔵する気体吸蔵材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー資源の枯渇が世界的問題になっている。この対応策の１つとして、炭化水素系資源の中では比較的利用率の低い、メタンを主成分とする天然ガスを、自動車の燃料に使用することが期待されている。ここで、メタンは常温常圧では気体であり、気体の状態で圧力を単に高くするだけでは、貯蔵タンクの大きさ上の制約から、充填量に限度がある。また、圧力を高くすることは安全面で大きな問題が生じる。一方、メタンはその性質上、常温では液化不可能であり、液化するためには−８２．５℃まで冷却する必要があるため、液化することはエネルギー効率上問題がある。
【０００３】
このため、メタン吸蔵能力があることが見出されている活性炭等を吸蔵材として利用し、活性炭等を装填したタンクにメタンを充填することでタンク容積あたりのメタン充填量を増加させる方式が提案され、天然ガス自動車等の開発に利用されている。
【０００４】
また、あらゆる産業分野で利用されている水素も、将来のエネルギーとして注目されてきており、燃料電池を中心に研究が進められている。しかし、水素ガスは熱量あたりの体積が大きく、また液化に必要なエネルギーも大きいため、そのまま貯蔵、輸送することが難しいという問題がある。
【０００５】
このため、水素吸蔵材をタンクに充填する方式が提案され、例えば、特許文献１では、金属イオン及び酸素イオンからなるクラスター、又は金属イオンと有機化合物とから構成される多孔質と、当該多孔質の内表面に担持されたＬｉと、を備える水素吸蔵材が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６７６３０号公報
【特許文献２】特表２０１０−５０９３６０号公報
【特許文献３】特表２０１０−５４０６００号公報
【特許文献４】特表２０１１−５０１７３９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｌｉｅｗｅｉｉｙｎ，Ｐ．Ｌ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．ＳＯＣ．２００９，１３１，１３００２−１３００８．
【非特許文献２】Ｎｏｕａｒ，Ｆ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２０１２，Ｖｏｌ．４８，１０２３７−１０２３９．
【非特許文献３】Ｈｉｍｓｌ，Ｄ．，Ｗａｌｌａｃｈｅｒ，Ｄ．＆Ｈａｒｔｍａｎｎ，Ｍ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２００９，Ｖｏｌ．４８（２５），４６３９−４６４２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、メタン等の炭化水素や水素ガス等の気体を吸蔵する気体吸蔵材をタンク等に充填して使用する場合には、単に気体吸蔵材の気体吸蔵量を向上させるだけでなく、使用時の作動圧力範囲の最低圧力において、気体吸蔵量を極力低減させることが望ましい。これにより、タンク使用時の作動圧力範囲内で、気体吸蔵材から取り出せる気体量（気体の取り出し可能量）が増加する。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、従来より優れた気体の取り出し可能量を有する気体吸蔵材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の気体吸蔵材は、少なくとも１種の金属元素を含む金属クラスターと、前記金属クラスターを架橋し、１つ以上の芳香環を含む１つ以上の多座配位子と、を有する金属有機構造体と、前記金属元素と異なる金属元素であって、前記金属有機構造体に担持される添加金属元素と、を有し、前記添加金属元素が担持された金属有機構造体は、気体吸着量に応じて小細孔構造と大細孔構造との間で構造変化するものであり、絶対零度における前記小細孔構造のエネルギーと前記大細孔構造のエネルギーとの差が−５０ｋＬ／ｍｏｌ以上〜０ｋＪ／ｍｏｌ未満である。
【００１１】
また、前記気体吸蔵材において、前記金属クラスターの前記金属元素は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｃのうち少なくともいずれか１つであり、前記添加金属元素は、Ｌｉであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来より優れた気体の取り出し可能量を有する気体吸蔵材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る金属有機構造体の分子構造の一例を示す図である。
【図２】（Ａ）は、金属有機構造体の原料となる２−ヒドロキシテレフタル酸の構造を示し、（Ｂ）は、多座配位子に添加金属元素（Ｌｉ）が結合した構造を示す図である。
【図３】（Ａ）は、金属有機構造体の小細孔構造のモデル図であり、（Ｂ）は金属有機構造体の大細孔構造のモデル図である。
【図４】気体吸蔵材の作動圧力と気体の吸蔵量との関係を示す図である。
【図５】ＭＩＬ−５３Ｘ（Ｘは、Ｓｃ，Ｔｉ、Ｃｒ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｇａ，又はＩｎ）の絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差（ｋＪ／ｍｏｌ）の計算結果を示す図である。
【図６】Ｌｉを担持したＭＩＬ−５３Ｘ（Ｘは、Ｓｃ，Ｆｅ，Ｇａ，又はＩｎ）の絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差（ｋＪ／ｍｏｌ）の計算結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る金属有機構造体の分子構造の一例を示す図である。本実施形態に係る気体吸蔵材は、図１に示す金属有機構造体１と、金属有機構造体１に担持される添加金属元素（図１に図示せず）と、を有するものである。図１に示すように、金属有機構造体１は、少なくとも１種の金属元素を含む金属クラスター１０と、金属クラスター１０を架橋し、１つ以上の芳香環を含む１つ以上の多座配位子１２と、を有するものである。
【００１６】
図１に示す金属クラスター１０は、金属イオンの周囲に酸素原子を含む分子が配位したものであるが、配位原子は酸素に限られず、例えば、窒素、硫黄、りん、ハロゲン元素等が挙げられる。金属クラスター１０を構成する金属元素は、担持する添加金属元素の種類等によって適宜選択されるものであるが、例えば、Ｓｃ（スカンジウム），Ｔｉ（チタン），Ｃｒ（クロム），Ｆｅ（鉄），Ａｌ（アルミ），Ｇａ（ガリウム），Ｉｎ（インジウム）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、パラジウム（Ｐｄ）等が挙げられる。
【００１７】
図１に示す金属有機構造体１を構成する多座配位子１２（以下、有機配位子と呼ぶ場合がある）は、１つ以上の芳香環を含むものであれば特に制限されるものではなく、例えば、Ｃ６Ｈ４（ＣＯ２−）２（テレフタレート），Ｃ６Ｈ２Ｎ２（ＣＯ２−）２（ピラジン−２，５−ジカルボキシラート），Ｃ１０Ｈ６（ＣＯ２−）２（２，６−ナフタレンジカルボキシレート），Ｃ１２Ｈ８（ＣＯ２−）２（４，４’−ビフェニルジカルボキシレート），Ｃ６Ｈ３（ＣＯ２−）３（ベンゼン−１，２，４−トリカルボキシレート），Ｃ６Ｈ３（ＣＯ２−）３（ベンゼン−１，３，５−トリカルボキシレート），Ｃ２４Ｈ１５（ＣＯ２−）３（ベンゼン−１，３，５−トリベンゾエート），Ｃ４２Ｈ２７（ＣＯ２−）３（１，３，５−トリ［４’カルボキシ（１，１’−ビフェニル−４−イル）］ベンゼン），Ｃ６Ｈ２（ＣＯ２−）４（ベンゼン−１，２，４，５−テトラカルボキシレート），Ｃ１０Ｈ４（ＣＯ２−）４（ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボキシレート），Ｃ１０Ｈ４（ＣＯ２−）４（ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボキシレート），Ｃ１２Ｈ６（ＣＯ２−）４（ビフェニル−３，５，３’，５’−テトラカルボキシレート）を含む群から選択される配位子及びジ−，トリ−又はテトラカルボキシラート配位子、及び、２−ヒドロキシテレフタレート、２−アミノテレフタレート，２−ニトロテレフタレート，２−メチルテレフタレート，２−クロロテレフタレート，２−ブロモテレフタレート，２，５−ジヒドロキシテレフタレート，テトラフルオロテレフタレート，２，５−ジカルボキシテレフタレート，ジメチルビフェニル−４，４’−ジカルボキシラート，テトラメチルビフェニル−４，４’−ジカルボキレート，ジカルボキシビフェニル−４，４’−ジカルボキシレート等が挙げられる。
【００１８】
金属有機構造体の製造方法は、公知であり、各種文献に基づいて製造することができる。典型的には、芳香環を含む多座配位子又はそのアルカリ金属塩水溶液と、金属クラスターを構成する金属元素を含む無機塩を溶媒中に溶解し、得られた溶液を室温（例えば、２５℃）〜２００℃にて１２〜３６時間攪拌する方法等が挙げられる。本実施形態の金属有機構造体１としては、例えば、ＭＩＬ−５３Ｘ（Ｘは金属クラスター中の金属）等が挙げられる。ＭＩＬ−５３（Ａｌ）は商業的に入手可能（Aldrich）であるし、また、例えば、上記特許文献２〜４等に基づいて製造することができる。
【００１９】
添加金属元素（図１では不図示）は、金属クラスターの金属元素とは異なる金属元素であって、金属有機構造体に担持されるものである。添加金属元素は、金属クラスターの金属元素の種類等によって適宜選択されるものであるが、例えば、Ｌｉ（リチウム）、Ｋ（カリウム）、Ｃｓ（セシウム）等のアルカリ金属、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）等のアルカリ土類金属等が挙げられる。
【００２０】
金属有機構造体への添加金属元素の担持方法は、例えば、ヒドロキシル基やカルボキシル基を有する芳香環を含む多座配位子又はそのアルカリ金属塩水溶液を原料として、金属有機構造体を合成し、多座配位子のヒドロキシル基やカルボキシル基のＨを添加金属元素で置換する方法等が挙げられる。
【００２１】
図２（Ａ）は、金属有機構造体の原料となる２−ヒドロキシテレフタル酸の構造を示し、（Ｂ）は、多座配位子に添加金属元素（Ｌｉ）が結合した構造を示す図である。添加金属元素の担持方法は、例えば、図２（Ａ）に示す２−ヒドロキシテレフタル酸を原料として金属有機構造体を合成し、金属有機構造体と添加金属塩（例えばＬｉ塩）溶液とを混合することで、有機配位子中のヒドロキシル基のＨが添加金属元素（例えばＬｉ）で置換される。これにより、例えば、図２（Ｂ）で示すようにＬｉＯの形で担持されたＬｉ担持金属有機構造体が得られる。
【００２２】
さらに、本実施形態の添加金属元素を担持した金属有機構造体は、気体吸着量に応じて小細孔構造と大細孔構造との間で構造変化を起こすものであり、絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差異が、−５０ｋＪ／ｍｏｌ〜０ｋＪ／ｍｏｌ未満である。このような特性を有する添加金属元素を担持した金属有機構造体を気体吸蔵材として用いることにより、以下に説明するように、作動圧力範囲内において、気体の取り出し可能量を増加させることが可能となる。
【００２３】
図３（Ａ）は、金属有機構造体の小細孔構造のモデル図であり、（Ｂ）は金属有機構造体の大細孔構造のモデル図である。図４は、気体吸蔵材の作動圧力と気体の吸蔵量との関係を示す図である。
【００２４】
図４に示すように、水素ガス、メタン等の炭化水素等の気体の供給圧力を上げることにより、気体吸蔵材の吸蔵量は増加する。気体吸蔵材をタンク等に充填して使用する場合等では、所定の圧力範囲内（作動圧力範囲内：例えば１ＭＰａ〜２０ＭＰａ）で、気体吸蔵材から気体が取り出されるため、作動圧力範囲の最高圧力での気体吸蔵量と最低圧力での気体吸蔵量の差が、気体吸蔵材からの気体の取り出し可能量となる。したがって、図４に示す気体吸蔵材Ａの方が、気体吸蔵材Ｂより、気体取り出し可能量が高い材料となる。このような作動圧力範囲内での気体取り出し可能量の高い気体吸蔵材Ａは、気体吸蔵材を構成する金属有機構造体の細孔構造として、気体の吸蔵量が少ない状態では、図３（Ａ）に示す小細孔構造を取り、気体の吸蔵量の増加と共に小細孔構造から、図３（Ｂ）に示す大細孔構造へと構造変化を起こしている。なお、気体吸蔵材Ｂのような気体吸蔵プロファイルを示す場合には、局所安定な構造が一つだけであるか、または、小細孔構造と大細孔構造が局所安定な構造として共存するが、作動圧力範囲の最低圧力において既に大細孔構造が安定であると考えられる。ここで、小細孔構造（ＮＰ構造）は、大細孔構造（ＬＰ構造）より細孔容積が小さい金属有機構造体である。小細孔構造と大細孔構造の細孔容積の差が大きいほど取り出し可能量が増大する。例えば、ＭＩＬ−５３（Ｘ）の場合、大細孔構造は小細孔構造の２倍程度の細孔容積を有する。大細孔構造は、金属有機構造体の種類にもよるが、例えば、小細孔構造の細孔容積の１．１倍〜１０倍である。
【００２５】
このような気体の吸蔵量の増加と共に小細孔構造から大細孔構造へと構造変化を起こし、気体の取り出し可能量が向上する金属有機構造体としては、例えば、上記非特許文献１，２において、ＭＩＬ−５３Ｘ（Ｘは金属クラスター中の金属）等が知られている。
【００２６】
また、単に気体の吸蔵量を増加させる気体吸蔵材としては、例えば、上記特許文献１及び非特許文献３において、ＭＩＬ−５３Ｘ（ＸはＡｌ）の金属有機構造体にＬｉを担持した気体吸蔵材が知られている。しかし、ＭＩＬ−５３Ｘ（ＸはＡｌ）は、常温において、作動圧力範囲の最低圧力において既に大細孔構造が安定であり、図４の気体吸蔵材Ｂの気体吸蔵プロファイルを示す。したがって、Ｌｉを添加しても、気体吸蔵量の増大は見込めても、気体取り出し可能量を増やすことは不可能である。
【００２７】
そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、金属有機構造体の金属クラスター中の金属元素、金属有機構造体に担持される添加金属元素を周期律表の広範な領域に渡って変化させた分子構造モデルから、第一原理的電子状態計算（計算条件については、実施例の欄に記載）により求めた絶対零度における金属構造体の小細孔構造と大細孔構造のエネルギー差と、気体の吸蔵量の増加と共に小細孔構造から大細孔構造への構造変化との間に相関があることを見出した。
【００２８】
その結果、添加金属元素を担持した金属有機構造体は、絶対零度における大細孔構造のエネルギ（ｋＪ／ｍｏｌ）が、小細孔構造のエネルギー（ｋＪ／ｍｏｌ）より大きいこと、すなわち、絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差が負であって、且つその差が−５０ｋＪ／ｍｏｌ以上〜０ｋＪ／ｍｏｌ未満であると、気体の吸蔵量の増加と共に小細孔構造から大細孔構造へと構造変化を起こし、気体の取り出し可能量が向上することを見出した。大細孔構造及び小細孔構造のエネルギーは、第一原理的電子状態計算により算出した単位胞の全エネルギーを金属クラスター中の金属原子１個あたりに換算した値である。
【００２９】
絶対零度において、大細孔構造のエネルギーが小細孔構造のエネルギーより小さいと（小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差が正）、作動圧力範囲の最低圧力おいても大細孔構造となり、気体の吸蔵量の増加に伴う構造変化が起きないので、気体の取り出し可能量は向上しない。
【００３０】
また、絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差（Δ）が−５０ｋＪ／ｍｏｌより更に負の値となると（−５０ｋＪ／ｍｏｌ＞Δ）、小細孔構造から大細孔構造への転移圧が非常に高くなるため、作動圧力範囲内（例えば１ＭＰａ〜２０ＭＰａ）では、小細孔構造から大細孔構造へと構造変化が起き難く、気体取り出し可能量は向上し難い。
【００３１】
気体吸蔵量に応じて小細孔構造と大細孔構造との間で構造変化を起こす金属有機構造体において、絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差は、主に金属有機構造体を構成する金属クラスターの金属元素と、金属有機構造体に担持される添加金属元素との組み合わせによって決定される。したがって、本実施形態では、金属クラスターの金属元素及び金属有機構造体に担持される添加金属元素は、上記エネルギー差の範囲を満たせば、それらの金属元素の種類は特に制限されるものではない。具体的には、ＭＩＬ−５３Ｘ（Ｘ：金属クラスター中の金属元素）は、気体吸着量に応じて小細孔構造と大細孔構造との間で構造変化を起こす金属有機構造体として従来から知られているが（上記非特許文献１，２）、上記エネルギー差の範囲を満たすものとして、例えばＭＩＬ−５３Ｘに添加金属元素としてＬｉを担持した気体吸蔵材の場合、金属クラスター中の金属元素としては、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｃのうち少なくともいずれか１つであることが好ましい。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３３】
（ＭＩＬ−５３Ｘの第一原理的電子状態計算）
第一原理的電子状態計算を用いて、種々の中心金属Ｘに対してＭＩＬ−５３Ｘの構造最適化計算を実施した。以下に計算条件を示す。
【００３４】
＜計算条件＞
使用ソフト：Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｓｐｒｅｓｓｏ
波動関数のカットオフエネルギー：３０Ｒｙ
電荷密度のカットオフエネルギー：３００Ｒｙ
ファンデルワールス力：考慮
ウルトラソフト擬ポテンシャル：使用
構造最適化法：単位胞サイズを可変とした擬ニュートン法による原子位置の最適化
原子の初期配置：ＭＩＬ−５３（Ｆｅ）のＸ線構造解析結果を基に、Ｆｅを他の金属元素Ｘで置換
【００３５】
構造最適化計算の結果、中心金属Ｘが、Ｓｃ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎの場合に、小細孔構造と大細孔構造が局所安定な構造として共存することが分かった。図５に、これらの金属元素を中心金属とするＭＩＬ−５３（Ｘ）の絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差（ｋＪ／ｍｏｌ）の計算結果を示す。図５から、Ｓｃ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎを中心金属とするＭＩＬ−５３（Ｘ）は、エネルギー差が負であることが分かる。すなわち、気体吸蔵量の少ない場合には、小細孔構造をとり、気体吸蔵量の増加と共に大細孔構造へと構造変化する可能性がある。また、Ｔｉ，Ｃｒを中心金属とするＭＩＬ−５３（Ｘ）は、エネルギー差が正である。したがって、これらの元素を中心金属とするＭＩＬ−５３（Ｘ）は、気体吸蔵量によらず大細孔構造を取ることがわかる。これらの結果は、上述の非特許文献１，２において報告されている、合成されたＭＩＬ−５３（Ｘ）の小細孔構造と大細孔構造の構造解析結果と一致している。
【００３６】
次に、Ｌｉを添加したＭＩＬ−５３Ｘ（Ｘは、Ｓｃ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｇａ，又はＩｎ）に対して、第一原理的電子状態計算による構造最適化計算を実施した。原子の初期配置は、ＭＩＬ−５３（Ｆｅ）のＸ線構造解析結果を基に、ＭＩＬ−５３（Ｆｅ）中の多座配位子をヒドロキシベンゼン（図２Ａ）に置き換え、この分子中のヒドロキシル基の水素原子をＬｉに置換して作成した（図２Ｂ）。原子の初期配置以外の計算条件は、Ｌｉ添加がない場合の計算条件と同じとした。
【００３７】
構造最適化計算の結果、Ｌｉ添加ＭＩＬ−５３（Ｘ）においては、中心金属Ｘが、Ｓｃ，Ｆｅ，Ｇａ，Ｉｎの場合に、小細孔構造と大細孔構造が局所安定な構造として共存することが分かった。図６にこれらのＬｉ添加ＭＩＬ−５３（Ｘ）に対して、絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差（ｋＪ／ｍｏｌ）の計算結果を示す。一方、中心金属元素が、Ｔｉ，Ｃｒ，Ａｌである場合は、小細孔構造または大細孔構造のいずれか一方のみが局所安定であり、二つの構造が局所安定構造として共存することはなかった。
【００３８】
図６から分かる通り、Ｌｉ添加ＭＩＬ−５３（Ｓｃ），Ｌｉ添加ＭＩＬ−５３（Ｇａ），Ｌｉ添加ＭＩＬ−５３（Ｉｎ）は、絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差が負である。したがって、これらのＭＩＬ−５３（Ｘ）は、気体吸蔵量が少ない（作動圧力範囲の低圧側）場合に小細孔構造を取り、気体吸蔵量の増加（圧力の増加）と共に大細孔構造へと構造変化するので、気体取り出し可能量の大きな期待吸蔵材の候補となる。また、図６から分かる通り、これらのＭＩＬ−５３（Ｘ）は、絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差が−５０ｋＪ／ｍｏｌ以上〜０ｋＪ／ｍｏｌ未満の範囲にある。一方、絶対零度における小細孔構造のエネルギーと大細孔構造のエネルギーとの差（Δ）が−５０ｋＪ／ｍｏｌより更に小さな値となる（−５０ｋＪ／ｍｏｌ＜Δ）金属有機構造体では、作動圧力範囲の最大圧力でも大細孔構造に転移できず、気体の取り出し可能量を向上させることができない。したがって、気体取り出し可能量の大きな金属有機構造体としては、添加金属をＬｉ、金属クラスター中の金属元素をＳｃ，Ｇａ，Ｉｎとすることが好ましい。
【符号の説明】
【００３９】
１  金属有機構造体、１０  金属クラスター、１２  多座配位子。
【図２】
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【図４】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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