東北大など、高選択率でCO2からメタノールを製造できる触媒を開発

東北大学と東京理科大学(理科大)の両者は12月11日、原子レベルでの構造制御により、ファラデー効率(加えた電流が、目的の生成物を作るために実際に使われた割合)が約44％という高い選択率でメタノールを製造できる触媒の開発に成功したと共同で発表した。

同成果は、東北大 多元物質科学研究所の根岸雄一教授、理科大の川脇徳久講師、同・Sourav Biswas助教、同・田中智也大学院生(研究当時)、同・新行内大和大学院生、同・神山真帆学部生らの国際共同研究チームによるもの。詳細は、ナノサイエンス/テクノロジーに関する全般を扱う学術誌「Small Science」に掲載された。

環境問題の観点から、二酸化炭素(CO₂)を常温常圧下にて有用な炭化水素化合物に変換できる電気化学的CO₂還元触媒の開発が強く望まれている。中でも、需要や付加価値が高いことから、メタノールを製造する触媒の開発が注目されている。

CO₂を還元し、さまざまな炭化水素化合物を生成する触媒用の金属として知られるのが銅だ。銅触媒の中では、配位子により保護され、1原子単位で精密合成可能な銅ナノクラスター「Cu NC」が最近注目を集めている。Cu NCは特殊な電子・幾何構造を持つため、主たるCO₂還元生成物やその選択率を制御することが可能だ。その一方で、表面における欠陥部位がCO₂還元生成物に与える影響については未解明となっている。そこで研究チームは今回、原子レベルでの構造設計により、Cu NCの欠陥部位の制御を試みたという。