主要成果
アラブ首長国連邦のシャールジャ大学の研究チームは、海水から直接水素を製造する際に、塩分による腐食に耐えうる新しい触媒を開発した。この触媒は、従来の設計と比較してエネルギー消費量が少なく、耐食性が向上している。シミュレーションを用いた海水でのストレステストでは、高い出力を維持したまま約80時間連続して動作し、性能低下が見られなかったことが確認されている。
技術・詳細
開発された触媒は、水酸化ニッケル、酸化セリウム、リン酸塩の3つの成分で構成されている。これらの材料は比較的安価で広く入手可能であり、プラチナやイリジウムといった希少で高価な貴金属に依存しない点が特徴である。研究チームによると、この3成分を組み合わせることで、酸化セリウムやリン酸塩を欠いたバージョンよりもエネルギー効率が高まり、目的とする反応への選択性が向上し、腐食が大幅に抑制されるという。
構造面では、材料が小さく密集したピラミッド型のナノ構造を形成することが判明した。これにより、単純な水酸化ニッケルよりも活性表面積が大幅に拡大し、反応サイトが増加することで効率的な水素製造が可能となっている。本研究の成果は、学術誌『Chemical Communications』に掲載された。
背景・業界の文脈
クリーンな水素燃料を得るための水電解（電気分解で水を水素と酸素に分離する手法）は、通常、精製された純水を使用する。しかし、純水の製造コストは高く、地域によっては供給量に限りがある。地球上の水の約97%を占める海水を利用できれば、このインフラ負担を解消できるが、海水に含まれる大量の塩化物イオンが金属触媒を腐食させ、反応を妨げる点が大きな障壁となっていた。
特に、塩分が介在すると、クリーンな酸素発生反応の代わりに、毒性のある塩素やその副産物が生成されるリスクがある。そのため、単に海水を分解できるかだけでなく、「塩分による触媒の破壊や反応の乗っ取りを防ぎ、選択的かつ耐久的に分解できるか」が技術的な課題となっていた。
今後の展望
共同著者のTanveer Ul Haq博士は、この触媒組成が産業規模での製造において非常に現実的であると述べている。純水への精製や脱塩プロセスを不要にできれば、沿岸の工業施設や島国、淡水資源が乏しい地域でのグリーン水素生産コストを大幅に削減できる。一方で、実用化に向けた課題も残っている。今回のテストで確認された80時間の安定動作は、実際の工業プラントが要求する期間には達しておらず、現時点では商業製品ではなく、実用化に向けた確実な一歩であると位置づけられている。
元記事: https://igrownews.com/university-of-sharjah-latest-news/
毎週の技術動向レポートを無料でお届け
各分野の分析レポートを読む価値があるかどうか一目で判断できるインフォグラフィックをメールで受け取れます。
📢 メールマガジンに無料登録（週刊・技術動向レポート）
ご登録いただくと、Troy-Technical から週刊で技術動向レポート（メールマガジン）をお届けします。
- 取得したメールアドレス・選択分野は配信目的にのみ使用します。
- 第三者へ提供することはありません。
- 配信はいつでも解除できます（各メール下部のリンクから）。
詳しくはプライバシーポリシーをご覧ください。
登録は1分・いつでも解除できます
