東京工業大学は2022年5月16日、鉄さびに含まれる成分から、二酸化炭素を効率的に資源化する人工光合成に有用な固体触媒を共同開発したと発表した。
光エネルギーを利用してCO2から有用物質を得る「人工光合成」系の研究では従来、銀やコバルトなどの貴金属や希少金属などが触媒として用いられてきた。しかし、資源的制約の観点から、これらに替わる材料の開発が求められていた。
今回、同大学は高エネルギー加速器研究機構と共同で、鉄さびの主成分でもあるα型酸水酸化鉄（α-FeOOH）などの土壌鉱物がCO2を吸着する能力に着目して固体触媒の開発を進めてきた。その結果、アルミナの微粒子上に担持したα-FeOOHが、分子光増感剤の共存下でCO2を高い選択率でギ酸へ変換できることを発見した。触媒調整条件を最適化すると、80～90％の高い選択還元率を示した。
α-FeOOH/Al2O3触媒によるCO2還元反応（繰り返し反応試験）
今回の開発によって資源的制約のない多存元素と太陽光をエネルギー源として、地球温暖化の主因であるCO2を常温常圧下で有用な化学物質に変換できる可能性が見えてきたという。また、今後は異なる結晶構造を持つ鉄化合物の適用や異元素との複合化などによって、さらに触媒性能の向上が見込まれるという。
