中国科学院、単一元素デュアルサイト置換戦略で酸性電解液中1000 mA/cm²で安定稼働する高効率Te-MoS₂水素発生触媒を開発

2026年7月19日

Chinese Academy of Sciences (CAS) 中国

概要

中国科学院のDENG Dehui教授らの研究チームは、単一元素のデュアルサイト置換戦略を用いて、高効率な二硫化モリブデン（MoS2）ベースの水素発生触媒を開発しました。このTe-MoS2触媒は、酸性電解質中で工業レベルの電流密度1000 mA・cm⁻²を達成するためにわずか364 mVの過電圧しか必要とせず、200時間安定した性能を維持します。この画期的な技術は、高価な白金ベース触媒への依存を克服し、PEM水電解によるグリーン水素製造を促進する上で極めて重要です。

詳細

主要成果

中国科学院のDENG Dehui教授が率いる研究チームは、単一元素のデュアルサイト置換戦略という革新的なアプローチを用いて、極めて高効率で安定性に優れた二硫化モリブデン（MoS2）ベースの水素発生触媒「Te-MoS2」を開発しました。この触媒は、高価な白金ベース触媒に代わる持続可能で経済的な代替品として、グリーン水素製造の可能性を大きく広げます。

技術・臨床詳細

開発されたTe-MoS2触媒は、酸性電解質環境下において、工業的に要求される1000 mA・cm⁻²という高電流密度を達成するために、わずか364 mVの過電圧しか必要としません。これは、従来の高効率触媒と比較しても非常に優れた性能です。さらに、この触媒は200時間以上にわたって安定した水素発生性能を維持することが確認されており、長期的な運用信頼性も実証されています。デュアルサイト置換戦略とは、触媒材料内の特定の2つの異なるサイトに単一の置換元素（この場合はテルル：Te）を導入することで、電子構造と活性を最適化する手法であり、MoS2の固有の触媒活性を最大限に引き出すことに成功しました。

背景・業界文脈

PEM（プロトン交換膜）水電解は、再生可能エネルギー源と連携して高純度グリーン水素を生産する上で最も有望な技術の一つです。しかし、このプロセスの効率と経済性は、高価で希少な白金族金属（PGM）触媒、特に水素発生反応（HER）に使用される白金への依存が大きなボトルネックとなっています。DENG教授らの研究は、PGMフリーまたはPGM低減触媒の開発という世界的な課題に対し、実用的な解決策を提示するものです。高性能かつ低コストのHER触媒は、グリーン水素の製造コストを大幅に削減し、その普及を加速させるために不可欠です。

今後の展望

このTe-MoS2触媒の開発は、PEM水電解によるグリーン水素製造の商用化に向けた大きな一歩となります。高効率、高安定性、そして比較的低コストな材料構成は、将来の大規模水素製造プラントにおいて採用される可能性を秘めています。研究チームは今後、この触媒のさらなるスケールアップと、実際の電解槽システムへの統合に向けた研究を進める計画です。このブレークスルーは、水素エネルギーが持続可能なエネルギーミックスの主要な柱となる未来に貢献するでしょう。

元記事: https://english.cas.cn/newsroom/research-news/202607/t20260715_1178420.shtml

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