チューリッヒ工科大学の研究者たちは、酸化ハフニウム上の孤立したインジウム原子を用いて、CO2と水素を従来の方法よりも効率的にメタノールに変換する触媒を設計した。この単一原子設計は、金属を最大限に利用し、反応メカニズムの明確な研究を可能にする。このブレークスルーは、自然エネルギーによる持続可能な化学物質生産をサポートする可能性がある。
チューリッヒ工科大学の研究者たちは、酸化ハフニウム上の個々のインジウム原子が二酸化炭素と水素のメタノールへの変換を促進するシステムを構築することで、触媒技術を進歩させた。何百、何千もの原子を含む金属ナノ粒子を用いた従来の触媒（多くは不活性）とは異なり、このアプローチでは、インジウム原子1個1個を活性部位として使用するため、効率が向上し、希少金属への依存度が低減する。この触媒は、300℃までの高温と大気圧の50倍までの圧力に耐え、工業用としての耐久性を保証する。原子を安定的に固定するため、研究チームは、2,000～3,000℃での火炎燃焼とその後の急速冷却を含む合成法を開発した。チューリッヒ工科大学のハビエル・ペレス＝ラミレス教授（触媒工学）は、次のように述べている：「私たちの新しい触媒は、特別に開発された担体材料の表面に孤立した活性金属原子が固定された、単一原子の構造を持っています」。さらに、孤立したインジウム原子はナノ粒子を凌駕すると付け加えた：「我々の研究では、酸化ハフニウム上の孤立したインジウム原子が、多数の原子を含むナノ粒子の形態のインジウムよりも、より効率的なCO2ベースのメタノール合成を可能にすることを示しています」。ペレス-ラミレスはメタノールについて、「プラスチックなど、さまざまな化学物質や材料を製造するための普遍的な前駆体であり、いわば化学のスイスアーミーナイフである」と説明した。彼は2010年からCO2からメタノールへの変換に取り組み、特許を取得し、産業界やスイスの研究者と共同研究を行っている。この研究成果は、『Nature Nanotechnology』（2026年、DOI：10.1038/s41565-026-02135-y）に掲載されている。