水素とアンモニアの製造用触媒を希少金属の代わりにパン酵母で作製：研究開発の最前線

大阪公立大学は、次世代エネルギーとして注目される水素やアンモニアの製造に用いる触媒を、パン酵母で作製することに成功した。低コストで安全な代替触媒の作製方法として期待される。

[MONOist]

　大阪公立大学は2025年2月7日、次世代エネルギーとして注目される水素やアンモニアの製造に用いる触媒を、パン酵母で作製することに成功したと発表した。

　研究グループは、パン酵母と遷移金属の中でも高活性触媒であるコバルト（Co）の炭化により、遷移金属リン化物（TMP）の炭素複合体（Co2P-C）を作製する手法に着目した。

　これまでのパン酵母を用いたTMP合成では、コバルト：リン＝2：1であるCo₂Pが知られていた。今回の研究では、パン酵母細胞内で通常は約1〜2％程度のリン蓄積量を、遺伝子変異により約8％まで増やすことで、コバルト：リン＝1：1のCoPを炭素支持体内（C）に合成可能であることを示した。

　水素発生反応では通常、CoPの方がCo₂Pよりも活性が高いとされている。同研究で作製したCoP-C触媒は、水素発生反応では他の手法で作製したCoPと同レベルの活性が得られた。続いて、硝酸塩を還元してアンモニアを合成する反応の電極触媒に用いたところ、他の触媒と比べて最も高い活性を持つことが分かった。

CoP-Cの作製［クリックで拡大］ 出所：大阪公立大学

　アンモニアは現在、ハーバー・ボッシュ法という化石燃料を大量に使用する手法で製造されている。今回の研究成果は、環境への負荷を抑える合成方法であり、SDGsに貢献する。ただし今回作製したCoP-C触媒は、水素発生反応においては白金よりも活性が低いため、研究グループは今後、遺伝子組み換え技術などで酵母細胞を触媒合成に適合した原料に改変することで、さらなる活性向上を目指す。

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