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、「食品用ラッピング」の要領で、原子１個分の厚さの「フィルム」をラッピングし、原子１個単位で厚さを精密に制御したナノ材料の合成を可能とする「原子層コーティング法」を開発しました。
この原子層コーティング法を、従来合成が困難であったパラジウム（Pd）ナノシートに適用することで、原子9個、11個、13個、15個分の厚さのナノシートの精密合成を実現し、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ました。
今回の成果は、Pdナノシートを原子レベルで設計・制御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、2024年8月5日付米国化学会科学誌「Nano Letters」のオンライン速報版に掲載されました。
・「ラッピング」の要領で、原子１個分の厚さの「フィルム」をラッピングし、原子１個単位で厚さを精密に制御したナノ材料の合成を可能とする「原子層コーティング法」を開発。
・分子レベルの薄さ（厚さ1~3 nm）のパラジウム（Pd）ナノシート注１）の合成を実現。
・世界トップクラスの性能を持つ水素発生触媒注２）の開発に成功。
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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クリーンエネルギー源と組み合わせることにより二酸化炭素を排出することなく水素を発生させることができるため、次世代のエネルギー技術として期待されている。
論文誌 ：Nano Letters
タイトル：Atomic Layer Engineering of Pd Nanosheets for an Enhanced Hydrogen Evolution Reaction
著 者 ：安藤純也（大学院生、日本学術振興会特別研究員DC1）, 山本瑛祐（助教）, 小林 亮（准教授）, 長田 実（教授, 責任著者）
DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c02741
URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c02741
