【本学研究者情報】

〇金属材料研究所　教授　加藤秀実
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 金属間化合物（Mo₆Co₇相）が有する規則格子構造の高耐熱性を利用して約30 nmの超微細共連続ナノポーラス形態を実現しました。
• 金属間化合物に特有の幾何学効果と電子効果、さらには、共連続ナノポーラス化に伴う活性サイトの増加と物質輸送性の拡大によって、白金（Pt）系に比肩する水素発生反応触媒能を発揮します。
• Pt系を凌駕する低コスト?高効率の貴金属フリー水素発生反応触媒の開発が期待されます。

【概要】

化石資源の燃焼によって排出される二酸化炭素（CO₂）を減らすクリーンなエネルギー源として水素が注目されています。しかし水素の多くは原油から取り出していることが現状です。そのため水の電気分解による水素製造は、断続的な再生可能エネルギーを貯蔵して有効利用する上で有望な要素技術として注目されています。

この技術には、アルカリ性媒体中において高効率に水素発生反応（Hydrogen Evolution Reaction: HER）を実現する触媒が必要不可欠です。現在、代表的な貴金属の白金（Pt）とその合金が最も活性の高いHER触媒として知られています。しかしPtは希少で価格が高いため、大規模な実用展開は困難な状況です。そこで、貴金属を用いずに、地球上に豊富に存在する鉄（Fe）、コバルト（Co）、ニッケル（Ni）、チタン（Ti）、タングステン（W）、モリブデン（Mo）、銅（Cu）等の遷移金属を主体とした、低コストで効率的なHER触媒の開発が渇望されています。

東北大学大学院工学研究科博士後期課程3年生の宋瑞瑞（日本学術振興会特別研究員）、学際科学フロンティア研究所の韓久慧助教（研究当時）および金属材料研究所の加藤秀実教授（非平衡物質工学研究部門、先端エネルギー材料理工共創研究センター兼任）らの研究グループは、金属液体中で生じる脱成分反応を利用した独自の「金属溶湯脱成分法（Liquid Metal Dealloying Method）」を用いて、従来法では困難であったMo-Co系金属間化合物の共連続ナノポーラス化に成功し、これが白金系触媒に比肩する優れた水素発生反応触媒能を呈することを明らかにしました。金属間化合物の更なる元素?組成の最適化、および、ポーラス形態の最適化を通して、白金系を凌駕する低コスト?高効率のHER触媒の開発が期待されます。

本研究成果は、英国科学雑誌「Nature Communications」 に英国時間2022年9月2日に掲載されました。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学金属材料研究所
非平衡物質工学研究部門（先端エネルギー材料理工共創研究センター兼任）
教授　加藤秀実　（かとう ひでみ）
電話　022-215-2110
E-mail　hidemi.kato.b7*tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学金属材料研究所
情報企画室広報班
電話　022-215-2144
E-mail　press.imr*grp.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）