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【本学研究者情报】

〇材料科学高等研究所　教授　藪浩

【発表のポイント】

• 水电解过电圧^（注１）の主要因である酸素発生反応をレドックス化合物^（注２）の酸化反応に置き换えることで、高価な贵金属触媒を用いず过电圧を剧的に低减
• 光还元できるレドックス化合物を用いることで低过电圧の保持に成功
• 水电解だけでなく様々な电解反応等への展开に期待

【概要】

二酸化炭素（颁翱₂）の排出を伴わないグリーン水素^（注3）の製造において水電解の高効率化は喫緊の課題であり、実現のために水電解における電力コストを低減する技術が求められています。電極における反応過電圧は電力コストに直結するため、従来は高効率な貴金属触媒を用いて反応過電圧の低減が試みられてきました。特に酸素発生極における酸素発生反応（Oxygen Evolution Reaction, OER）は過電圧が大きいため、その過電圧低減が特に重要とされています。

東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の藪浩教授（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）らの研究グループは、東北大発スタートアップ企業のAZUL Energy（仙台市、伊藤晃寿社長）、東北大学バイオ創発共創研究所と共同でレドックス種の一つであるハイドロキノン（HQ）を電解液に添加することにより、イリジウム（Ir）などの貴金属を用いずに低過電圧で水素製造が可能な「再生レドックス媒介電解システム(Regenerative Redox Mediated Electrolysis System, RReMES)」の実証に成功しました。

本研究で开発した电解技术は、グリーン水素製造における电力コスト低减に贡献する技术として期待されます。

本研究成果は、7月14日（現地時間）に科学誌Advanced Sustainable Systemsのオンライン速報版に掲載されました。

図1.　搁搁别惭贰厂の概略図（左）と电解过电圧の时间依存性（右）。右図で贬蚕なしの场合（黒线）は高い水素発生过电圧が生じているが、贬蚕ありの场合は大幅に低减した（緑线?赤线）。光照射がない场合は、贬蚕が消费されて途中で过电圧が上昇する（緑线）のに対し、光照射ありの场合は低电圧を保った（赤线）。

【用语解説】

注1. 水电解过电圧
水を电気分解する际に、理论电圧以上に実际にかけなければならない电圧差。

注2. レドックス化合物
电子を受け取ったり（还元）、渡したり（酸化）することで、酸化还元反応に関与できる化合物。

注3. グリーン水素
製造过程で颁翱₂が排出されない最もクリーンな水素。洋上风力などの再生可能エネルギーを利用して水を电気分解することで作られる。これに対し、天然ガスや石炭などの化石燃料を用いて作られ、大量の颁翱₂の大気中への排出を伴う水素をグレー水素と言う。颁翱₂は排出するが、回収した颁翱₂を贮留したり、他の产业プロセスで利用したりする场合はブルー水素と言う。

【论文情报】

タイトル：A Regenerative Redox-Mediated Electrolysis System (RReMES) for Efficient Reduction of Water Electrolysis Overpotentials
著者： Yutaro Hirai, Kosuke Ishibashi, Hiroshi Yabu*
*责任着者：东北大学　材料科学高等研究所　教授　藪浩
掲載誌：Advanced Sustainable Systems
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（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）

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