科学者らが効率的な水素生産のための新しい触媒を開発
研究者らが水の電気分解による水素生産を強化する新しい触媒を作成した。この進歩は、より持続可能でコスト効果の高いグリーン水素生成を約束する。研究は2025年10月3日に発表された。
最近の画期的な成果として、カリフォルニア大学バークレー校の化学者主導のチームが、水の電気分解による水素生産の効率を向上させることを目的とした革新的なコバルトベースの触媒を開発した。この研究は、American Chemical Society誌に詳細に記載されており、再生可能エネルギー貯蔵とクリーン燃料生産の主要な課題に対処している。
この触媒は、水を水素と酸素に分解する重要なしかしエネルギー集約的なステップである酸素発生反応（OER）を促進することで機能する。伝統的な触媒はしばしばイリジウムやルテニウムなどの高価な貴金属に依存しており、高コストと耐久性の低さが問題となっている。しかし、新しいコバルトリン酸塩材料は、中性pH条件下で優れた安定性と性能を示し、自然の酵素プロセスを模倣している。
「私たちの触媒は、水素生産で90％以上の効率を達成し、最先端のシステムに匹敵する一方で、豊富で非毒性の材料を使用しています」と、研究の要約で主任研究者のエミリー・チェン博士は述べた。100時間以上の実験では、劣化が最小限で、触媒は85％以上の活性レベルを維持した。
背景の文脈から、水素は輸送や産業などのセクターの脱炭素化に不可欠であるが、現在の生産方法は世界的な排出に大きく寄与していることがわかる。この開発は、バイオインスパイアード触媒の以前の研究に基づき、産業用電解装置へのスケールアップを目指している。チームは実験室規模の電解装置で触媒をテストし、1平方センチメートルあたり10ミリアンペアの水素生産率を達成した。
含意としては、グリーン水素のコストを20-30％削減する可能性があり、化石燃料由来の水素と競争力を持つようになる。しかし、研究者らは、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源との統合などの実世界アプリケーションのためにはさらなる最適化が必要だと指摘している。
この研究はバランスの取れた視点を示している：有望である一方で、専門家はスケーラビリティと長期フィールドテストが依然として課題であると警告している。共同著者のマイケル・リー博士は、「これは前進ですが、その完全な可能性を実現するためには、分野横断的な協力努力が不可欠です」と強調した。
全体として、このイノベーションは気候変動の課題の中で持続可能なエネルギー技術を進展させる継続的な努力を強調している。