少貴金属で高性能を実現した新しい電極触媒の開発

水素社会に向けた革新的研究

水素をエネルギー源とした持続可能な社会の実現に向けて、東京理科大学の研究グループが新しい電極触媒を開発しました。この電極触媒は、少ない貴金属でありながら、最も優れた水素発生反応触媒として知られる白金と同等の性能を発揮します。

研究の背景

水素はクリーンエネルギーとしての期待が高まっていますが、現在の技術では高価な貴金属に頼っているため、コストがかかるのが大きな課題でした。水の電気分解による水素発生反応（HER）を行う電極触媒には、今後、効率的な資源利用が求められています。

新たな電極触媒の開発

研究チームが開発したのは、ビス（ジイミノ）パラジウム配位ナノシートです。このナノシートは、気液界面合成と電気化学的酸化法を用いて、適切な方法で生成されています。特徴は、金属イオンが化学構造中に疎らに配置されているため、少量の貴金属で高性能を実現できる点にあります。

このナノシートの触媒性能は、電流密度が10 mA/cm²に達する際のオーバーポテンシャルが34 mV、交換電流密度が2.1 mA/cm²に達することが確認され、これは白金と比較しても遜色ない成績です。

環境に優しい未来に向かって

本研究の成果は、2024年11月28日に国際学術誌「Chemistry A European Journal」に掲載され、さらに同号の表紙にも取り上げられるなど、注目を集めています。今回の成果によって、効率的な水素発生が可能になることが期待されており、持続可能なエネルギー社会への道筋が開けるかもしれません。

研究グループの言葉

前田啓明講師は、「私たちが開発した配位ナノシートの特徴を活かし、少ない量の貴金属で高い活性を持つ水素発生電極触媒を容易に作製できるようになりました。この技術の実用化が進めば、水素発生電極触媒のコスト低減や高活性化に寄与するでしょう」と展望を語っています。

今後の展望

この研究は日本学術振興会やホワイトロック財団の助成を受けており、次世代の電極触媒技術の発展に貢献するものと期待されています。今後の研究に興味がある方は、ぜひ東京理科大学の WEB ページをご覧ください。水素社会の実現に向けたこの革新的な研究が、私たちの日常を変える未来をもたらすことを期待しましょう。