光でメタノールから水素とホルムアルデヒドを取り出す

〜最高の量子収率を示す分子性光触媒を開発〜

　中央大学理工学部応用化学科の脇坂聖憲 研究補助員（現東京工業大学）と張浩徹 教授、松本剛 助教、大学院博士前期課程の田中亮太らのグループは、室温での光照射による有機物からの電子・プロトン移動能を利用し、最高の量子収率で無水メタノールから水素と無水ホルムアルデヒドを生成する新しい有機光触媒と鉄錯体光触媒を見出しました。

 

　近年、二次エネルギー（注１）として期待されている水素をメタノール（CH3OH）として貯蔵し、必要な時に取り出す方法が注目されています。水素吸蔵効率やエネルギー密度の観点からは、無水メタノールからの水素発生が理想的です。しかし、従来法では高温条件（100 °C程度）と貴金属触媒が必要であるため、より温和な条件で水素を取り出す方法と、それを駆動する安価な触媒開発が望まれています。
 

　一方、メタノールから水素を取り出すことで生じるホルムアルデヒドは、主要プラスチックの一つであるポリアセタール等の原料として需要が高い物質です。しかし、従来法では水を含むホルムアルデヒドが生成するため、脱水に多くのエネルギーが必要となっていました。
 

　そこで本研究グループは、光照射により触媒的に無水メタノールから水素と無水ホルムアルデヒドを発生する反応の設計に取り組みました。本研究では、アミノフェノールという安価な有機物を基本骨格に利用して、メタノールから水素と無水ホルムアルデヒドを室温で取り出せる新しい光触媒を見出しました。

 

　本研究で見出した触媒により、今後有機骨格の構造と金属の種類を多様に変更することで、光触媒の活性や耐久性を制御したより優れたメタノール脱水素化光触媒の開発が期待できます。

 

【研究者】 張 浩徹 中央大学理工学部 教授（応用化学科）
【発表雑誌】 Nature Publishing Group, Nature Communications

　　　　　　DOI: 10.1038/ncomms12333

【研究内容】下記PDFよりご覧ください。

 

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