奨励賞(出光興産賞)（学術部門）

合金材料を基盤とした高効率NOx還元およびアルカン脱水素触媒の開発

　

　古川氏は，金属間化合物を中心とした合金材料を用いた固体触媒について研究を進め，NO_x還元およびアルカン脱水素に対して高性能を示す触媒開発において優れた業績を挙げている。
　金属間化合物は，その構造規則性に由来した特異な触媒作用を示すことが知られているが，組成が特定の整数比に限定されるため触媒材料として設計柔軟性が低いという短所があった。そこで古川氏は，金属間化合物を構成する元素の一部を第三金属で置換した擬二元系合金触媒を開拓した。具体的に，Pd-In金属間化合物についてInの一部をCuで置換した擬二元系合金触媒によってNO_x還元活性が向上することを見出した。Pt₃Fe金属間化合物についてはFeの一部をZnで置換することで，メチルシクロヘキサン脱水素に対する触媒活性と耐久性を共に向上させた。また，金属間化合物の表面修飾の着想を得て，PtGa金属間化合物の表面をPbで修飾した触媒を合成し，プロパン脱水素において高い選択性と耐久性を達成した。さらに古川氏は，合金触媒において，第二金属を過剰にすることで活性金属が孤立した構造を有するシングルアトム合金触媒を設計した。NO_x還元用に設計開発したCu-Pdシングルアトム合金触媒は高い性能を示し，従来のPd触媒の1/10のPd量で同程度の活性を示した。一連の新しい合金触媒の研究において，計算化学や各種分光法を用いて触媒を詳細に解析することによって活性金属の触媒作用および第二，第三金属の役割を詳細に解明した。
　以上のように，古川氏は，「擬二元系合金」と「金属間化合物の表面修飾」，および「シングルアトム合金触媒」という他に例を見ない独創的な触媒調製技術を開発し，NO_x還元反応とアルカン脱水素反応において従来触媒に比べ圧倒的に高活性であることを実証した。これらの成果は，石油化学における環境化学，水素化・脱水素プロセス，また新エネルギーの水素製造・輸送・貯蔵の各分野に大いに寄与するものである。よって，本会表彰規程第12条1項に該当するものと認められる。

 

｜表彰｜2020年度表彰受賞者一覧｜ページへ