第1篇　日本催化劑研究動態(tài)

專題1：時評——催化研討會、目標(biāo)反應(yīng)的傳統(tǒng)

丹羽干

（鳥取大學(xué)　名譽教授）

這么長時間以來，我多次參加催化討論會，受益頗深。從今年開始我將出任名譽會員并受邀參加該會，我深感榮幸。在現(xiàn)任的各位面前我自然相形見絀，還請今后多加指教。

日本催化學(xué)會里存在著某種目標(biāo)反應(yīng)、流行等現(xiàn)象，并隨著時代逐步變遷。但是，我們始終圍繞著與資源、能源、環(huán)境等問題密切相關(guān)的主題，真誠地交換意見、切磋技能。近年來似乎這類目標(biāo)反應(yīng)的傳統(tǒng)正在不斷丟失，但讓人欣慰的是氫氣的使用及制造的相關(guān)研究成為最近與之相適應(yīng)的主題。該問題較為復(fù)雜，以下我僅以個人觀點做簡要陳述。

幾年前，CO₂導(dǎo)致全球變暖的話題炙手可熱時，曾有有識之士將“氫氣的CO₂還原”作為研究主題。對此，我持懷疑態(tài)度，甚至認(rèn)為其主題的選定就有問題。我曾經(jīng)在研究室里介紹過這番想法，然而無端生出的斥責(zé)使得我有口難言。在催化討論會上，同樣的問題再次被提了出來。不外乎是“氫氣要從何而來？”“這樣一來CO₂不就不減反增嗎？”

雖然對于此次話題中心的“氫”，大家還是有同樣的疑問，但是和以往不同，氫燃料電池作為明確的利用方式已經(jīng)成為研究的目標(biāo)，此外在廣泛范圍內(nèi)與此相關(guān)的問題也成為研究的中心。然而在現(xiàn)實中，我們依然很難說前文提到的問題，即氫氣制造過程中如何實現(xiàn)CO₂生成量的減少，已經(jīng)得到了充分解決。

圖1^[1]為不同燃料的汽車行駛1km的CO₂排放量進(jìn)行對比的結(jié)果。目前的汽車中，混合燃料汽車的CO₂排放量最少。該圖的右側(cè)為考慮到氫氣制造過程的氫燃料電池汽車的CO₂排放量。在烴的水蒸氣重整制造氫的過程中，以石腦油為原料時的CO₂排放量顯著增多，以都市燃?xì)饧醇淄闉樵蠒r的CO₂排放量有所減少。此類比較結(jié)果和烴的C、H的構(gòu)成比例相關(guān)，幾乎不存在進(jìn)一步研究的余地。氫本來就是綠色能源，由此在其生產(chǎn)過程中必不能依賴右側(cè)所列生物氣體或可再生能源類化石燃料。有鑒于此，氫燃料電池的未來性便強烈依賴于與可再生能源的使用相關(guān)的革新性技術(shù)開發(fā)。但是，若沒有燃料電池自身能源效率的不斷改善，其任何設(shè)想都將不會成立。由此，我非常期待正投身燃料電池研究的各位，能在今后的研究中取得進(jìn)步。

雖然催化學(xué)會很多會員正研究的“光催化劑的水分解”項目還未進(jìn)入實用階段，暫不能進(jìn)行相關(guān)討論研究，但是還請對該項目多加關(guān)注。據(jù)說相關(guān)人士為實現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率的改善正在進(jìn)行一些基礎(chǔ)性研究。一旦成功，這將成為一個改善地球環(huán)境并可能為人類做出偉大貢獻(xiàn)的主題，我非常關(guān)注其今后的發(fā)展情況。

說句氫燃料電池的題外話，在最近的催化討論會上還報告了肼燃料電池的使用^[2]，我個人對此很有興趣。大學(xué)的畢業(yè)研究時期，我曾在名古屋大學(xué)的研究室（內(nèi)田研究室）中研究過肼燃料電池催化劑。但是，這在當(dāng)時還不過是憑借NASA的、存在于宇宙中的能源。而今，其已經(jīng)作為輕型汽車的能源投入了使用，對此我非常震驚、也非常感興趣。聽說其得益于堿性陰離子交換膜的開發(fā)。由此我深感新材料的開發(fā)對于新系統(tǒng)建成的重要性。

此后的一段時間里，還請各位同仁能關(guān)注這些燃料電池及氫相關(guān)研究的動向，積極參加討論會。也期待各位的踴躍發(fā)言和熱烈討論。

參考文獻(xiàn)

[1]尾山耕一、ペトロテック、38、685（2015）.

[2]坂本友和、118回觸媒討論會A予稿集、3H23、盛岡、2016.