東海国立大学機構名古屋大学未来材料・システム研究所の長田 実 教授、安藤 純也 博士後期課程学生らの研究グループは、従来合成が困難であったパラジウム（Pd）ナノシートを、75 ℃の低温下、汎用的なガラス瓶のワンポットで簡便に合成する新しいプロセス（ワンポット法）を開発しました。さらに、ワンポット法を用いて合成した厚さ1.8 nmのPdナノシートは、理想的な水素発生触媒とされる白金薄膜と同等の活性を示したことから、今回世界トップクラスの性能を持つ水素発生触媒の開発に成功したと言えます。
Pdは、次世代エネルギーである水素の合成や、排気ガスの浄化、燃料電池などに触媒として広く用いられる貴金属です。今回の成果は、従来合成が困難であったPdナノシートを安全かつ簡便に合成する新しいプロセスを提供するものであり、ナノシートを利用した高性能触媒の開発や、使用量を大幅に削減した新しい触媒設計への重要な手がかりを与えるものと期待されます。
本研究成果は、2023年11月6日付アメリカ化学会科学誌「ACS Nano」のオンライン速報版に掲載されました。
・ パラジウム金属は水素合成や燃料電池などに触媒として広く応用されるが、活性の向上、コスト削減を実現できるナノシート注1）の簡便な合成は困難だった。
・ 分子レベルの厚さ（1.8 nm）のパラジウムナノシートを、75 ℃の低温下、汎用的なガラス瓶のワンポットで簡便に合成できる手法の開発に成功した。
・ 合成したナノシートは水素発生触媒注2）として世界トップクラスの活性を持つことを確認した。
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注１）ナノシート：
原子１層、数層からなる物質。代表する物質としては、グラフェン、六方晶BN、遷移金属カルコゲナイド（MoS2、WS2など）、酸化物ナノシートなどがある。
注２）水素発生触媒：
水の電気分解によって、水素を発生する触媒。水の電気分解は、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギー由来の電源と組み合わせると、二酸化炭素を排出せずに水素を生産することができ、次世代のクリーンエネルギー技術として注目されている。
雑誌名 ：ACS Nano
論文題目：Facile Synthesis of Pd Nanosheets and Implications for Superior Catalytic Activity
著 者 ：安藤 純也 Sumiya Ando（名古屋大学大学院 博士後期課程２年、日本学術振興会特別研究員DC1）
山本 瑛祐 Eisuke Yamamoto（名古屋大学 助教）
小林 亮 Makoto Kobayashi（名古屋大学 准教授)
熊谷 明哉 Akichika Kumatani（東京大学 JSTさきがけ研究員)
長田 実 Minoru Osada（名古屋大学 教授)
DOI: 10.1021/acsnano.3c07861
URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c07861
