広島大学大学院先進理工系科学研究科　
化学プログラム
教授　石谷 治 氏

化石燃料の大量使用は、大気中のCO₂濃度上昇をもたらし、地球温暖化の主要因となってきました。また、石油消費量の25％以上が化学原料として用いられていることは、化石資源の枯渇が炭素資源の不足にも直結することを意味します。一方で、現在急成長しているAIをはじめ経済成長を持続するには、エネルギーを安定供給することも必要です。こうした状況に対して、植物の光合成のように太陽光をエネルギーとして活用しCO₂を固定資源化する人工光合成システムの開発は、理想的な解決策とされています。
石谷先生の研究は、金属錯体を用いた超分子光触媒によりCO₂をギ酸へ高効率・高選択的に還元し、色素増感型分子光カソードと半導体光アノードを組み合わせて水を還元剤としてCO₂を光触媒還元します。錯体についても、レニウム錯体だけでなく、安価なマンガン錯体の研究も進めるなど、金属錯体を中核とした光触媒技術の進展について詳しく説明を頂きました。

広島大学大学院先進理工系科学研究科
応用化学プログラム
助教　福岡 宏 氏

CO₂フリー電力の普及や再エネの主力電源化に必要な電力貯蔵、そして自動車での応用など多くの場面で、水素と酸素を用いて発電する燃料電池の開発・高性能化が進められています。現状では、PEFC（固体高分子型燃料電池）のように90℃以下で作動する「低温型」と、SOFC（固体酸化物型燃料電池）のように600℃以上で作動する高温型の２種類が主流で、150～400℃程度の中温帯で作動するものは実用化されていません。中温帯で稼働できる電解質材料によって導電性プロトンを活発に動かすことができれば、発電効率や電解質の耐久性、触媒の低コスト化などの面で優位性があり、車載用でも定置用でも利用できます。
　福岡先生の研究は、非晶質を維持するRuを含有させた電解質がプロトンの伝導経路を増加させることを発見し、高価なルテニウムへの依存度を減らすためアルカリ金属であるLiやNa等を添加した電解質の薄膜化、そしてNa添加リン酸ルテニウムにLaを添加することで固体電解質の軟化抑制を検討するなど、中温度型燃料電池用の固体電解質の高度化を進めています。
　水素を用いて発電する燃料電池に用いられる電解質は、水素を製造する電解装置での使用も期待でき、今後の水素エネルギーの普及や低コスト化に向けて貢献できる技術です。