複合無機ナノ触媒の開発

触媒は、化学製品の合成やエネルギー変換、環境浄化などを支える重要な技術であり、そのはたらきは反応が起こる表面や界面の原子レベルの構造に大きく依存します。特に、金属微粒子と金属酸化物担体からなる無機触媒は広く利用されていますが、実際に反応が起こる部分の原子の並び方や電子状態をコントロールすることは、これまで難しい課題でした。

本研究では、ポリオキソメタレートと呼ばれる分子状の金属酸化物に着目しました。これを原子が規則正しく並んだ分子鋳型や分子担体として活用し、金属微粒子と組み合わせることで、構造が揃った金属表面と明確な界面を持つナノサイズの無機触媒の開発に成功しました。その結果、化学反応における高い反応性、目的の生成物への高い選択性に加え、高い耐久性をあわせ持つ触媒を実現しました。さらに、この方法はさまざまな金属種や合金に応用でき、触媒の構造や性能を原子レベルで設計できる新しい技術であることを示しました。

本成果は、無機触媒における表面や界面の構造を設計・制御するための新たな指針を示すものです。これにより、化学反応の高効率化や省エネルギー化に加え、これまで実現が難しかった新しい反応性や機能の創出にもつながると期待されます。今後は、化学品の製造やエネルギー変換、環境浄化に加え、センサーやエレクトロニクスなど幅広い分野への応用を進めることで、持続可能な社会の実現へ貢献していきます。