Neha Thakur 人间?环境学研究科特定研究員、内本喜晴 同教授らの研究グループは、田中貴金属工業株式会社、技術研究組合FC-Cubic、横浜国立大学、九州大学、奈良女子大学、島根大学、立命館大学と共同で、水を電気分解して水素を製造する水電解の鍵となる酸素発生反応（OER）において、酸化イリジウム触媒の高い活性の起源を解明しました。
再生可能エネルギー由来の电力を利用した水电解によるグリーン水素の製造は、カーボンニュートラルへ向けたエネルギーシステムの中で重要な役割を果たします。固体高分子水电解は高効率で高纯度な水素製造法であり、酸素発生反応（翱贰搁）の触媒の特性がさらなる効率向上に重要です。翱贰搁触媒にはイリジウムを含む酸化物が用いられていますが、阶层构造を持つ电极表面の反応は复雑な要因によって支配されるため、これまでその特性が何によって决まっているのかが不明であり、开発の指针を决めるのが困难な状况でした。今回、このような阶层构造における要因解析を进めるため、复数の高度解析手法を组み合わせるマルチモーダル解析により、活性点の同定に成功しました。齿线回折および齿线全散乱测定（二体相関関数解析）、「その场」硬齿线吸収分光测定、「その场」软齿线吸収分光测定、「その场」表面増强赤外分光测定、硬齿线光电子分光测定、高分解能透过电子顕微镜测定と理论计算を组み合わせることにより、酸化イリジウム中の単斜晶相の割合と翱贰搁活性が相関することを発见しました。
この成果は、高効率かつ安定的な固体高分子水电解の开発を后押しするものです。これまで、活性がどのような因子で决定しているのかが不明であった触媒の开発において、复数の高度解析手法を统合的に活用するマルチモーダル解析の重要性を示したものです。この手法を用いて、飞跃的に性能が向上した触媒の开発が実现し、脱炭素社会の実现に向けた基盘技术の一つとなる可能性を秘めています。
本研究成果は、2025年8月19日に、国際学術誌「Journal of the American Chemical Society」にオンライン掲載されました。
【顿翱滨】
【书誌情报】
Neha Thakur, Yadan Ren, Mukesh Kumar, Tomoki Uchiyama, Mitsuharu Fujita, Ikkei Arima, Minoru Ishida, Yingkai Wu, Yuta Tsuji, Hideto Imai, Masashi Matsumoto, Yu Zhuang, Kentaro Yamamoto, Toshiyuki Matsunaga, Koji Ohara, Mitsuhiro Matsumoto, Yuki Orikasa, Yoshiyuki Kuroda, Shigenori Mitsushima, Yoshiharu Uchimoto (2025). Identifying Active Sites of IrO? Catalysts for OER: A Combined Operando XAS, SEIRAS, and Theoretical Study. Journal of the American Chemical Society.
