2025年 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情報】

〇材料科学高等研究所　教授　藪浩
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 安価な顔料の一種であるコバルトフタロシアニン（CoPc）を用いて世界最高レベルの二酸化炭素（CO₂）から一酸化炭素（CO）への変換効率を達成しました。
• 高電流密度（>1A/cm²）での高速電解が可能で140時間以上の耐久性を確認しました。
• 電極上で顔料を「直接結晶化」させ、プロセス時間の短縮と触媒性能向上の両立が可能となりました。

【概要】

近年、気候変動対策として温室効果のあるCO₂を回収し、COなどの有用な炭化水素化合物に変換する技術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以上の高速電解条件かつ90％以上効率で合成燃料の原料となるCOをCO₂から得る手法を確立し、併せて140時間以上の耐久性も実現しました（図1）。

本研究で開発したCO₂電解技術は、安価な顔料触媒を用いて低コストかつ高効率にCO₂から合成燃料の中間体であるCOを合成できるプロセス開発につながり、次世代のCO₂有効活用（CO₂ Capture 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。

【論文情報】

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*
*責任著者：東北大学　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
DOI：10.1002/advs.202501459

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学材料科学高等研究所 (WPI-AIMR)
教授　藪 浩（やぶ ひろし）
TEL: 022-217-5996
Email: hiroshi.yabu.d5*tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学材料科学高等研究所 (WPI-AIMR)
広報戦略室
TEL: 022-217-6146
Email: aimr-outreach*grp.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）