北海道大学触媒科学研究所

Institute for Catalysis, Hokkaido University

第1部会
共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要

所長
長谷川　淳也
Hasegawa, Jun-ya

キーワード: 触媒、表面化学、電極表面、光触媒、炭素資源変換、有機材料、高分子、触媒理論化学、実用化基盤技術開発
住所: 〒001-0021
北海道札幌市北区北21条西10丁目

サステイナブル社会実現を目指した触媒研究を推進

本研究所では、サステイナブル社会実現のための触媒科学基礎研究とその実用化にむけた研究を行うとともに、当該分野における研究者の利用に供することを目的とした活動を行ってきました。触媒表面の構造解析、理論計算および表面分光による機構解明、食品鮮度保持触媒、バイオマス変換、炭素資源変換、環境浄化触媒、触媒材料、光触媒、プラズモン光触媒、電子トラップ解析手法、有機半導体合成、不整合成、機能性高分子合成などの研究テーマで多くの成果を上げ、研究開発部門では産業界との共同研究を促進しています。平成22年度からは触媒研究拠点として認定され、公募型の共同利用・共同研究を推進して研究者コミュニティを支援するとともに、日本の優れた触媒研究を海外に情報発信する活動も行っています。近年のデータ科学の興隆に対応し、キャタリストインフォマティクス事業を推進しています。

令和元年度の研究活動内容及び成果

インジウムの脱水素触媒作用を発見：貴金属フリー触媒開発への端緒

ゼオライト触媒表面に生成する新規活性種を発見し、その構造と優れた脱水素触媒作用の解明に成功しました。化学工業において重要なエチレンをエタンから変換するプロセスは高温での非触媒的反応が用いられます。低温化に向けて貴金属を用いた触媒研究がなされてきましたが、耐久性に課題がありました。本研究では、典型金属元素の一つであるインジウムをゼオライトに導入し、水素雰囲気下にて 500℃以上の高温で処理すると、In ヒドリドが生成することを実験と理論の融合により見出し、高選択的なエタン脱水素反応の触媒活性種として作用することを発見しました。さらに、In 導入ゼオライト触媒は、長時間にわたって触媒活性の低下なく機能することがわかりました。非貴金属元素を用いた脱水素用触媒の設計指針を提示するものであり、貴金属フリー触媒の開発が今後期待されます。

新規脱水素活性種インジウムヒドリドの発見

社会との連携

研究討論会の開催、国際情報発信事業、触媒体験の機会提供

本研究所では、研究成果の社会還元・情報発信を目的として、毎年、国際シンポジウムを開催しています。令和元年度は、「Advanced Catalysis and Material Science」と題して、7月30日に第7回触媒科学研究所国際シンポジウムを開催しました。また、令和元年9月10-11日にスイス・連邦工科大学において情報発信型シンポジウムを行い、日本の研究者による最先端研究を紹介しました。加えて、理化学研究所、産業技術総合研究所、物質材料研究機構との連携の下「キャタリストインフォマティクス」をコンセプトとした合同シンポジウムを、令和元年11月12日に東京で開催しました。一般市民向けのアウトリーチ活動として、北海道大学の学園祭と連携して研究所一般公開を令和元年6月12日に開催し、実演・体験実験を提供しました（写真）。また、化学連合や触媒学会などとともに触媒を体験できる機会（対象者は小学生から一般市民）や1日体験入学（高校生）、高度実践研修プログラム（企業研究員、高校教員）を実施しています。