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研究概要

電気エネルギーと化学エネルギーの直接的相互変換を特徴とする電気化学システムは、これからの再生可能エネルギーをベースとした社会を支えるエネルギーシステムの中核となりうる技術です。再生可能エネルギーから算出した水素を我々は「グリーン水素」と呼んでいますが、そのグリーン水素をベースとしたエネルギーシステムにおいては、燃料電池と水電解システムが本質的な役割を果たすことになります。ところが、燃料電池も水電解システムも、いずれも現状では、理論エネルギー変換効率よりもはるかに低い効率しか得られていません。その根本には電極触媒材料の問題があります。私は、将来のエネルギーシステムを支える電気化学システムの構築のために、これまでにない全く新しい発想に基づいた電極触媒材料の開発を行っています。

アドバンテージ

これまで、白金を用いない酸素還元触媒として、酸化チタンや酸化ジルコニウムなど安価で資源豊富な酸化物材料に着目し、それらに高い触媒機能を持たせる研究を行ってきました。白金に匹敵する、あるいはそれを上回る活性を示す可能性を持つ材料も見出しており、固体高分子形燃料電池の高効率化に向けて新たな可能性を切り拓いてきました。今後は、白金合金系材料も視野に入れつつ、酸化物との界面で発現する電子的・構造的相互作用に注目し、新たな活性点を創出する触媒の開発に取り組みます。金属合金と酸化物とのハイブリッドな設計により、高い活性と耐久性を両立させ、次世代燃料電池技術の基盤を築くことを目指します。

事例紹介

エネルギー変換効率を飛躍的に向上させた固体高分子形燃料電池が可能になります。さらに、酸化チタンや酸化ジルコニウムといった資源量が豊富で安価な元素を用いるので、現在、高価格で普及に伸び悩んでいる固体高分子形燃料電池を用いた燃料電池自動車やバス・トラックなどの本格普及を促進します。

主な所属学会

電気化学会 / 米国電気化学会 / 水素エネルギー協会

主な論文

『Effect of particle size on the oxygen reduction reaction activity of carbon‐supported niobium-oxide‐based nanoparticle catalysts』「J. Mater. Sci., 3275-3285, 60 (2025). 10.1007/s10853-025-10632-z」
『Synthesis and characterization of zirconium oxide-based catalysts for the oxygen reduction reaction via the heat treatment of zirconium polyacrylate in an ammonia atmosphere』「J. Mater. Sci., 2774-2785, 60 (2025). 10.1007/s10853-025-10620-3」
『Synthesis and characterization of titanium oxynitride catalyst via direct ammonia nitridation of titanium polyacrylate for oxygen reduction reaction』「J Mater. Sci: Mater Eng., 40, 19 (2024). 10.1186/s40712-024-00189-1」

主な特許

特開2021-141041「酸化物系電極触媒及び固体高分子形燃料電池」
特許第7190690号「酸化物触媒の製造方法」
特開2019-075305「電極用担体材料及びその製造方法，電極材料，電極，並びに固体高分子形燃料電池」

主な著書

「身近な現象から理解する化学熱力学」裳華房 2025.
「トコトンやさしい電気化学の本 新版(今日からモノ知りシリーズ)」日刊工業新聞社 2023.
「CSJカレントレビュー第44号・モビリティ用電池の化学 （13章）」日本化学会編 2022.

主な研究機器・設備

電気化学測定装置
X線回折装置
熱重量示差熱分析装置

主な地域活動（国内、特に神奈川県内）

機関紙燃料電池編集委員・水素エネルギー協会評議員・日本MRS水素科学技術連携研究会諮問委員