큐슈 대학 카본 중립 에너지 국제 연구소 (I2CNER) / 대학원 공학 연구원 오에 세이지 주간 교수 등과 구마모토 대학 대학원 첨단 과학 연구부의 하야미 신야 교수 등의 공동 연구 그룹은 "연료 전지", "수소 제조 ','수소화'의 3개의 수소 이용을 가능하게 하는 1개의 새로운 촉매를 개발하는 데 성공했다.
수소와 공기 중의 산소의 반응에 의해 발전하고, 배출되는 것은 물만이라는 연료전지로 대표되는 바와 같이, 수소는 깨끗한 에너지원으로서 주목받고 있다.효율적으로 수소를 이용하기 위해서는 반응을 촉진하는 촉매의 개발이 핵심이다.
촉매의 작용은 연료 전지에서만이 아니다.수소의 제조나 수소를 부가시키는 수소화에도 촉매가 필요하다.실은 이미 자연계에는, 이러한 수소의 합성이나 분해를 담당하는 「히드로게나제 효소」가 존재하지만, 활성 부위에 가지는 금속에 의해 3종류의 히드로게나제 효소로 분류되어, 각각의 촉매 기능이 다르다고 한다.
본 연구에서는, 이 3종류의 천연 히드로게나제 효소의 구조로부터 힌트를 얻어, 3종류의 모든 구조를 모방할 수 있는 촉매 분자를 설계하였다.즉, 같은 분자식으로 구조만이 다른 3종류의 이성체에 의해, 3종류의 히드로게나제 효소와 같이 (1)연료전지의 수소전극의 촉매, (2)수소제조의 촉매, (3)화학공업의 수소 화의 촉매로서 일할 수 있는 1개의 촉매의 개발에 성공했다고 한다.
이 촉매는 자동차의 핸들을 돌리기 위해 분자의 일부를 회전시킴으로써 세 가지 다른 기능의 촉매로 바뀔 수 있습니다.천연 히드로게나제 효소와 달리 촉매의 구성요소를 바꿀 필요가 없는 것은 뛰어난 점이다.
본 연구에서 얻은 지견은 수소사회의 실현을 향한 차세대 촉매개발로 이어질 것으로 기대된다.
논문 정보:[Science Advances][NiFe], [FeFe], and [Fe] hydrogenase models from isomers
