科学技術振興機構 (JST)戦略的創造研究推進事業において、物質・材料研究機構(NIMS)の阿部英樹主席研究員、高知工科大学の藤田武志教授、東京工業大学の宮内雅浩 教授らの研究グループは、NIMSの橋本綾子主任研究員と共同で、金属・セラミックス複合材料のナノ相分離構造のトポロジーを操ることにより、メタンと二酸化炭素から有用な合成ガスを製造するメタンドライリフォーミングに対して優れた低温触媒活性と長寿命特性を発揮する触媒材料の創成に成功した。
同研究グループは、金属相のニッケル (Ni) と酸化物相のイットリア (酸化イットリウム、Y2O3) がナノ繊維状で組みひものように互いに絡み合う特殊なトポロジーを備えた「根留触媒 (Rooted Catalysts) 」を創成し、Ni#Y2O3 (ニッケル・ハッシュタグ・イットリア) と名付けた。
Ni#Y2O3の触媒活性中心であるNiは、Y2O3内部に広く根を張り巡らしているため、粒子マイグレーションに伴う失活を受けにくいという特性がある。この根留触媒により、従来の触媒材料では困難とされていた低温領域 (500度未満) において、コーキングを効果的に抑止し、長時間 (1,000時間以上) 安定的にDRMを駆動することに成功した。
同成果は、天然ガスの有効利用と温室効果ガス低減への突破口となりえる。
シェールガスなどの非在来型化石燃料の市場拡大や新興国の経済成長に伴って、今後も温室効果ガスの排出が続き、地球規模の気候変動は苛烈化が進むと予測されています。これに対し、今回開発した触媒は大きな抑止力を発揮すると期待される。