白金系四元合金を用いたエタノール電解改質の研究、グリーン水素の低コスト化狙う

白金系の四元合金を触媒に用いて、エタノールを電解改質により水素を取り出す研究が示された。エタノールから水素を得ることで、グリーン水素の製造コストを下げる可能性が検討されている。

水素は燃料電池や工業原料として使われるが、製造方法によって排出量が大きく異なる。再生可能エネルギー由来の電力で水を電気分解して得る水素はグリーン水素と呼ばれ、脱炭素の観点から注目されている。

電解改質とは、電気化学的な反応を用いて有機物から水素を取り出す方法である。水の電気分解と比べて、少ない電力で水素を得られる可能性があるため、研究が続けられている。

エタノールはサトウキビやトウモロコシなどの植物由来の原料から製造でき、常温で液体のため扱いやすい。輸送や貯蔵の面で水素そのものより扱いが容易とされ、水素のキャリアとしての利用も検討されてきた。

電極の触媒には白金などの貴金属が用いられることが多い。貴金属は反応を速める一方で高価であり、使用量を減らすことや、複数の金属を組み合わせて性能を高めることが課題とされてきた。

四元合金とは、四種類の金属を組み合わせた合金である。複数の金属を組み合わせることで、反応性や耐久性を調整できるため、触媒の性能を高める手法として研究されている。

触媒の性能向上は、水素製造の効率と設備のコストに直結する。貴金属の使用量を抑えつつ反応を維持できれば、電解槽の経済性が改善し、グリーン水素の価格を引き下げる一因となる。

ただし、研究段階の触媒が実際の装置で長期間安定して動くかどうかは、別途確認が必要である。製造現場での耐久性や、原料となるエタノールの調達コストも、実用化を左右する要因となる。

今後は、触媒の性能評価を実際の運転条件に近い環境で進めることが焦点となる。水素の製造から利用までの全体のコストと排出量を比べ、どの製造ルートが有利かを判断する材料が求められる。

BLUE NOVAの見方

水素は脱炭素のエネルギーとして期待されるが、製造コストの高さが普及の大きな障壁となってきた。今回の研究は、エタノールを原料とする電解改質で、触媒の組成を工夫して性能とコストの両立をめざす点に意味がある。水の電気分解とは別の製造経路を広げることは、原料と電力の条件に応じた選択肢を増やすことにつながる。BLUE NOVAとして注目するのは、研究室での性能が実機の耐久性と原料の調達条件に耐えられるかどうかである。