安価な顔料で高速?高効率?高耐久なCO?→CO変換を実現 温室効果ガスの削減と有効活用に繋がることを期待

安価な顔料で高速?高効率?高耐久なCO?→CO変換を実現温室効果ガスの削減と有効活用に繋がることを期待

2025年4月 8日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇材料科学高等研究所　教授　藪浩

【発表のポイント】

安価な颜料の一种であるコバルトフタロシアニン（颁辞笔肠）を用いて世界最高レベルの二酸化炭素（颁翱₂）から一酸化炭素（颁翱）への変换効率を达成しました。
高电流密度（&驳迟;1础/肠尘²）での高速电解が可能で140时间以上の耐久性を确认しました。
电极上で颜料を「直接结晶化」させ、プロセス时间の短缩と触媒性能向上の両立が可能となりました。

【概要】

近年、気候変动対策として温室効果のある颁翱₂を回収し、颁翱などの有用な炭化水素化合物に変换する技术が注目されています。

東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の刘騰義（Liu Tengyi）特任助教、藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、ジャンディ（Di Zhang）助教、李昊（Hao Li）教授（主任研究者）らの研究グループは、金属錯体で安価な顔料の一種であるコバルトフタロシアニン（CoPc）をガス拡散電極上に直接結晶化させることにより、省プロセスでCO₂電解用の電極を作製する手法と、1 A/cm²以上の高速电解条件かつ90％以上効率で合成燃料の原料となる颁翱を颁翱₂から得る手法を确立し、併せて140时间以上の耐久性も実现しました（図1）。

本研究で开発した颁翱₂电解技术は、安価な颜料触媒を用いて低コストかつ高効率に颁翱₂から合成燃料の中间体である颁翱を合成できるプロセス开発につながり、次世代の颁翱₂有効活用（颁翱₂Capture and Utilization：CCU）技術として課題解決への貢献が期待されます。

本成果は、現地時間の4月4日に科学誌Advanced Scienceのオンライン速報版に掲載されました。

なお本成果は、東北大学大学院環境科学研究科の轟直人准教授、東北大学国際放射光イノベーション?スマート研究センター（SRIS）の小野新平教授、吉田純也准教授、北海道大学電子科学研究所の松尾保孝教授、およびAZUL Energy株式会社（仙台市、伊藤晃寿社長）らのグループとの共同研究によるものです。

図1.　金属フタロシアニン结晶修饰ガス拡散电极作製方法とコバルトフタロシアニン（颁辞笔肠）结晶を用いた场合の特徴と性能。

【论文情报】

タイトル：Surface Charge Transfer Enhanced Cobalt-Phthalocyanine Crystals for Efficient CO₂-to-CO Electroreduction with Large Current Density Exceeding 1000 mA cm^-2著者：Tengyi Liu*, Di Zhang*, Yutaro Hirai, Koju Ito, Kosuke Ishibashi, Naoto Todoroki, Yasutaka Matsuo, Jun Yoshida, Shimpei Ono, Hao Li*, Hiroshi Yabu*
*责任着者：东北大学　材料科学高等研究所　教授　藪　浩
東北大学　材料科学高等研究所　教授　Hao Li
東北大学　材料科学高等研究所　特任助教　Tengyi Liu
東北大学　材料科学高等研究所　助教　Di Zhang
掲載誌：Advanced Science
顿翱滨：

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