Research

ナノサイズの金属粒子は、量子サイズ効果や特異な表面構造に由来する独特な触媒活性を示します。我々は、サイズ・構造・組成を任意に制御した金属ナノ粒子を独自の手法で合成しています。特に、非平衡固溶体合金、ハイエントロピー合金など、触媒材料として未開拓な特殊合金ナノ粒子を金属学のアプローチを取り入れ設計することで、既存触媒とは一線を画す革新的触媒の開発を目指しています。

当研究室で見出した世界最高レベルの粉末状触媒の知見と、緻密な3D造形が可能な金属3D積層造形技術を融合した新しい触媒設計法を開発しています。優れた設計柔軟性に基づく反応流体制御、熱伝導性を利用した省エネ化、およびナノスケールでの結晶組織と配向性の制御といった特徴に着目し、次世代触媒の開発を目指しています。

水素エネルギー社会が構築された暁には、水素を単にエネルギー源として利用するだけでなく、自在に操り、新たな活用法を見出す必要があります。我々は水素分子が、酸化物表面上に吸着した金属を介して高活性な単原子水素として流れ出し、高速に表面を拡散する『水素スピルオーバー』現象に着目し、次世代水素技術への発展を目指しています。

金属ナノ粒子を中空構造体のナノ空間に閉じ込めると、制限空間により従来の金属ナノ粒子とは異なる活性や選択性、耐久性が発現します。独自の合成アプローチにより中空空間の構造やサイズ、内包金属の種類や組成を緻密に制御し、従来触媒では成し得ない高性能『ナノリアクター』の開発を目指しています。

持続可能なカーボンニュートラル技術構築のためには、産業廃熱や太陽光をエネルギー源として積極利用し、CO2資源化反応を促進できる触媒システムの開発が重要です。我々は準安定なモリブデン酸化物が光を効率よく熱へと変換する『光熱変換特性』を有することに着目し、太陽光を利用して反応を駆動する光アシスト型触媒反応の開発を目指しています。

持続可能な社会の実現のためには、廃棄物や物質の持つエネルギーを余すことなく利用する循環利用技術の構築が必要不可欠です。我々は鉄鋼産業で副生する廃スラグに着目し、金属学のアプローチを取り入れることでスラグに含まれる有価元素を抽出・再構成し、機能性吸着材や高機能触媒へと変換する新しい資源循環技術の創成に取り組んでいます。