MOFガラス膜の応用でグリーンな水素製造に一歩―工場の廃水蒸気の温度で作動する膜材料を開発―

研究者情報

概要

　脱炭素化とエネルギーの安定供給につながる「水素社会」を目指す動きが国内外で活発になっていますが、現在の水素製造は化石燃料を使う方法が主流で、環境負荷が大きいことが問題です。解決策として再生可能エネルギーを使う水の電気分解があり、主に「アルカリ水電解」と呼ばれる方法が行われています。100℃以下で運転されるこの方法は、天候で変わる太陽光や風力の電気に合わせにくく、装置も大がかりになりがちです。工場などから出る水蒸気や排熱を利用しやすい150℃から250℃の温度域で水電解できる手法を確立できれば、これらの課題を解決できる可能性があります。しかし、この温度域で水分解に必須であるプロトン（水素イオン）を安定して通す膜の材料はほとんどありませんでした。

　京都大学大学院理学研究科 堀毛悟史 教授、上原広充 同特定准教授（三井金属株式会社との産学共同講座）らの研究グループは、金属イオンと有機分子からなる「金属－有機構造体（MOF）」のガラスに、窓ガラスの性質を調整する「修飾成分」の考え方を応用した膜をつくり、広い温度域でプロトンを通すことを実証し、170℃の水蒸気を電気分解して水素をつくることに成功しました。化石燃料を使わず排熱を生かすグリーンな水素製造への応用が期待されます。本研究成果は、2026年10月21日に米国の国際学術誌「Journal of the American Chemical Society」にオンライン掲載されました。

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