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典型元素を利用した高活性アルカリ水電解触媒を開発

典型元素を利用した高活性アルカリ水電解触媒を開発

　カーボンニュートラル社会の実現と持続には、水素関連技術の開発が欠かせません。水素は水の電気分解で得られますが、現在用いられている触媒には希少で高価な貴金属が使われています。我々は、埋蔵資源量が豊富で安価なホウ素と硫黄を使った新しい高活性水電解触媒を開発しました。

　温室効果ガスの排出量と吸収量が均衡したカーボンニュートラル社会の実現のためには、化石燃料の利用率の低減だけでなく、太陽光発電や風力発電などで生成した再生可能エネルギーを効率よく利用しなければなりません。また、再生可能エネルギーを利用して水を電気分解（水電解）して得られる水素（グリーン水素）の活用も、環境負荷を低減する上で重要です。水電解を効率よく行うために、酸素発生反応を促進する電極触媒が用いられます。現在は、ルテニウムやイリジウムのような希少で高価な貴金属が電極触媒に使用されていますが、我々の社会を持続的に発展させていくためには、より埋蔵資源量が豊富で安価な元素を利用した、新しい電極触媒材料の開発が不可欠です。
　これまでに本研究グループは、このような新しい電極触媒材料となる可能性のある物質として、埋蔵資源量が豊富なホウ素と硫黄が１：１の組成比で構成される菱面体硫化ホウ素（r-BS）の合成を報告してきました。本研究では、r-BSをシート状の炭素であるグラフェンナノプレート（GNP）と複合化した、r-BS+Gの合成に成功しました。このr-BS+Gをアルカリ水溶液中での水電解の電極触媒材料として用いたところ、酸素発生反応に対して高い触媒活性が得られました。r-BS+Gの触媒活性をさらに向上させることで、実用的なグリーン水素製造装置への応用が期待されます。

研究代表者　
筑波大学数理物質系
　近藤 剛弘　教授
高知工科大学
　藤田 武志　教授
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　山本 明保　准教授

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