水素を貯蔵できるギ酸から水素を生成するメカニズムを解明――白金微粒子の触媒機構が明らかに 大阪市立大学

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大阪市立大学は2020年5月11日、人工光合成の技術を応用し、水素の媒体分子として活用可能なギ酸(HCOOH)から、水素を生成するメカニズムを明らかにしたと発表した。

脱炭素社会に向けて水素エネルギーの活用が注目されている。水素をエネルギーとして活用する際に課題となるのが、水素が地球上で最も軽い気体であるために、貯蔵や輸送が難しいことだ。そのために、燃料電池車では水素ガスを高圧で圧縮して保持するなどの対応を行っている。また、水素を一旦別の分子に変換して安全に輸送/貯蔵するための水素エネルギー貯蔵媒体分子が注目されている。

同大学では、水素エネルギー貯蔵媒体分子として人工光合成技術を使って二酸化炭素から作り出せるギ酸に着目。以前より、ギ酸を分解して水素を生成する際の触媒として、ポリビニルピロリドン(PVP)で分散した白金微粒子(Pt−PVP)が有効であることは発見していたが、その原理が明らかではなかった。

今回の研究では、ギ酸から派生するギ酸イオン(HCOO)が白金微粒子に結合した後に分解が進行。初めに二酸化炭素が生成して次に水素が生成するという、ギ酸から水素を生成する具体的な機構を解明した。同大学によると、ギ酸を分解して水素を生成する際の触媒として、PVPで分散させたPt−PVPが有効であることを見出した世界初の研究となる。

今後は今回解明した機構を基にして、さらに水素生成効率の高い触媒開発につなげていく予定だ。

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