環境理工学群のCai Zexing助教、藤田 武志教授、谷口 彩乃さん（大学院修士課程 化学コース2年）、大谷 政孝准教授、小廣 和哉教授、とオーストラリアクイーンズランド大学の山内 悠輔教授らの研究グループは、酸を用いた簡単なエッチングで金属有機構造体(ZIF-67)を中空ナノ構造化させ、さらに白金塩による表面修飾と熱処理を組み合わせることで、電気伝導性を示す高性能な水の電気分解触媒（水素発生電極）になることを見いだしました。

(左：藤田教授、右：Cai助教)

金属有機構造体(Metal Organic Framework、以下「MOF」という)は、金属イオンと有機配位子の自己集合によって得られる錯体結晶で、ナノメートルサイズの均一な空隙を持っており、触媒やガス吸着・脱着用途材料として近年注目されています。しかし、MOFにはゼオライトのような規則的なナノ細孔を持ちながら、電気を通さないことから電極材への用途は限られていました。

(左：処理前のMOF(ZIF-67)、右：処理後の中空ナノ構造)

今回の手法を用いて優れた水の電気分解触媒の活用が進めば、化石燃料に代わるクリーン燃料としての効率的な水素の製造に応用でき、エコロジーな社会の実現に貢献できます。また、MOFには、本研究で使用したZIF-67以外にも沢山存在します。他のMOFに本手法を適用することで、様々な中空ナノ構造体が作製されて、飛躍的な活性向上につながる可能性があります。

本研究成果は、11月20日、ドイツ化学会誌であり、化学分野の総合学術雑誌として高いインパクトファクターを誇るAngewandte Chemie International Edition(アンゲヴァンテ・ケミー・インターナショナル・エディション)で発表されました。

【論文情報】
掲載誌：Angewandte Chemie International Edition(Wiley-VCH出版)
論文タイトル：Tailored Catalytic Nanoframes from Metal-Organic Frameworks by Anisotropic Surface Modification and Etching for the Hydrogen Evolution Reaction
著者：Ze-Xing Cai, Zhong-Li Wang, Yan-Jie Xia, Hyunsoo Lim, Wei Zhou, Ayano Taniguchi, Masataka Ohtani, Kazuya Kobiro, Takeshi Fujita, Yusuke Yamauchi
謝辞：JST-CREST「超空間」(藤田：課題番号JPMJCR1524)およびJST-Erato(山内)の補助により行われました。ここに感謝いたします。

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