トルエン–メチルシクロヘキサン系水素キャリア利用における担持白金触媒の省貴金属化および高機能化

抄録

トルエン／メチルシクロヘキサン（TOL/MCH）系液体有機水素キャリア（LOHC）は，既存インフラを活用しつつ水素を高密度かつ安全に貯蔵 · 輸送できる有望技術である。一方で，TOL水素化とMCH脱水素を担う担持Pt触媒は，貴金属使用量，被毒 · 炭素析出による失活，反応速度と耐久性の両立が普及のボトルネックとなる。本総説では，両反応に関する近年の担持Pt触媒研究を整理し，活性 · 選択性 · 耐久性 · 省貴金属化の観点から設計指針を抽出する。特に，単原子合金（single-atom alloy, SAA）に注目し，卑金属表面へのPt単原子固定化によるPt利用効率の向上，卑金属サイトでの基質吸着とPtサイトでのH2活性化の協奏，サブナノ卑金属層による炭素析出抑制および生成物被毒緩和，さらに分光 · XAFS · 計算化学を組み合わせた活性点同定の進展を概説する。最後に，低Pt量でも高性能を実現する「単原子-卑金属アンサンブル」設計の可能性と今後の課題を議論する。