2022年03月16日
巧妙に構築されたAu/ZnO/TiO₂ハイブリッド光触媒を用い、室温条件下でO₂によるメタンからエタンへの高効率で選択的な光酸化を世界で初めて実現。
メタンは豊富な天然資源であると共に、CO₂にも勝る温暖化ガスであるため、それを付加価値の高い高級炭化水素へ直接変換する技術の開発が注目を集めている。既存の工業技術ではメタンの不活性な性質のため、高温(>700℃)での反応を必要とし、またCO₂への過度酸化が起こりやすいため、生成物の選択性に欠ける(<70％)。
本研究では、巧妙に構築されたAu/ZnO/TiO₂ハイブリッド光触媒を用い、室温条件下でO₂によるメタンからエタンへの高効率で選択的な光酸化を世界で初めて実現した。ハイブリッド光触媒の比率と表面/界面構造を制御することにより、光励起電荷分離の促進と過度酸化の抑制を可能にし、従来技術を遥かに上回るエタン収率(5,000μmolg-1h-1/)および選択性(90％)を達成した。本研究は、メタンを付加価値の高い化学物質に直接変換する技術の開発に新たな可能性を提供した。
葉 金花 MANA主任研究者
（2021年「Nature Catalysis」誌）
References
| Journal | Nature Catalysis 4, 1032-1042 (29 November 2021) |
|---|---|
| Title | A selective Au-ZnO/TiO₂ hybrid photocatalyst for oxidative coupling of methane to ethane with dioxygen |
| Authors | Shuang Song, Jinhua Ye et al. |
| Affiliations | International Center for Materials Nanoarchitectonics (WPI-MANA), National Institute for Materials Science (NIMS), Namiki 1-1, Tsukuba, Ibaraki 305-0044, Japan |
| DOI | 10.1038/s41929-021-00708-9 |