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特集　二酸化炭素を資源化する触媒材料

二酸化炭素は温暖化の原因となることから，カーボンニュートラル実現のために，排出量削減が求められている．二酸化炭素を，一酸化炭素やメタンを始めとした有用な資源へと変換することができれば，二酸化炭素排出量削減だけでなく，化石燃料といった資源の使用量削減にもつなげることができる．そこで，二酸化炭素を有用化合物へと変換する触媒材料についての最新の研究を紹介する．　（特集担当委員：布谷直義・柳田さやか・佐藤泰史・加賀洋史）

■ 巻頭言　カーボンニュートラルに資する二酸化炭素の資源化・循環の展望

杉山　正和

太陽光・風力などの再生可能発電やCO₂フリー水素によるエネルギーの脱炭素化を補完し，カーボンニュートラルを実現する切り札となるCO₂の回収・資源化について，その原理に基づいて社会実装に向けた技術課題と将来展望を述べる．

■ 二酸化炭素を高効率に転換するための触媒と材料の開拓

関根　泰

二酸化炭素の再資源化には，還元剤や反応方法の選択が重要である．還元剤としては水素や炭化水素がある．このうち吸熱反応の場合は低温化やケミカルルーピングなど新たなアプローチが期待される．

■ 構造体触媒システムが拓く温室効果ガスの革新的な資源変換

福原　長寿

CO₂のメタン変換において既存の触媒プロセスが抱える課題に触れつつ，その解決を図る構造体触媒システムを解説した．また，得られたメタンを合成ガスや固体炭素に換えるカーボンリサイクル技術について紹介した．

■ CO₂変換触媒による二酸化炭素の燃料および化学原料化への取り組み

鎌田　博之

IHIではCO₂変換触媒を用いたカーボンリサイクル技術の開発に取り組んでいる．本報ではメタネーションによる合成メタンおよび直接フィッシャートロプシュ反応による液体燃料などの製造技術の開発状況を紹介する．

■ CO₂水素化によるメタノール合成に特化した固溶体触媒の開発

山口　春音・多田　昌平・菊地　隆司

CO₂水素化によるメタノール合成では，長年，Cu系触媒が使用されてきた．近年では，従来とは異なる反応条件で作動する金属酸化物固溶体触媒が着目を集めている．本稿では，金属酸化物固溶体触媒に関連する我々の取り組みに関して紹介する．

■ 低温でCO₂の活性化が可能な固体触媒の探索

北野　政明・細野　秀雄

低温でのCO₂の有用化合物への変換は重要視されている．本稿では，CO₂水素化のための触媒材料探索とその結果見つかった室温でも作動するPdMo金属間化合物触媒の成果を中心に概説する．

■ 二酸化炭素の水素化からカーボンニュートラル製品の新規合成反応─触媒と反応器の設計─

藤原　健成・保田　修平・劉　広波・椿　範立

椿研の世界初の新技術として，二酸化炭素の水素化から(A)ＰＥＴ主モノマーであるパラキシレンの一段合成，(B)タイヤの合成，(C)プロパンガスの一段合成を述べる．さらに，新反応デバイスとして金属3Dプリント技術を駆使した自己触媒機能付きの反応器技術についても紹介する．

■ 酸化セリウム系触媒を用いた二酸化炭素の非還元的変換による有用化合物合成

藪下　瑞帆・中川　善直・冨重　圭一

二酸化炭素の非還元的変換反応は，有機カーボネートや有機カーバメート，尿素誘導体を得る有効な手段として期待されている．本稿では，様々な非還元的変換反応に対して一貫して有効な酸化セリウム系触媒を用いた反応系について概説する．

■ 超音波還元法によりAg助触媒を担持した半導体光触媒のCO₂光還元活性

川田　稀士・井口　翔之・浪花　晋平・西本　大夢・田中　庸裕・寺村謙太郎

超音波還元法は，シンプルで安全な金属ナノ粒子合成技術として知られている．本稿では，Ag₂Oを前駆体とした超音波還元法によりAg助触媒を半導体光触媒に担持し，そのキャラクタリゼーションから，H₂Oを電子源とするCO₂光還元活性について，他の担持手法との比較を交えて紹介する．

■ Mo酸化物触媒による光熱変換型逆水性ガスシフト反応─ケミカルルーピングへの応用─

高見　大地・桑原　泰隆・山下　弘巳

太陽光を利用したCO₂変換技術の発展が望まれている．本稿では高い酸素欠陥密度と光熱変換特性を有する還元型モリブデン酸化物を利用したケミカルルーピングRWGS反応について概説する．

■ ダイヤモンド電極によるCO₂還元

栄長　泰明

ホウ素をドープした導電性のダイヤモンドは，耐久性および優れた電気化学特性をもつ次世代の電極材料として期待されている（ダイヤモンド電極）．ここでは，近年有望視されている，ダイヤモンド電極によるCO₂還元の最近の展開について述べる．

■ 強酸性電解質膜を用いた二酸化炭素の電解還元に活性なCoN₄C_x触媒─新CO₂電解還元触媒─

山中　一郎

強酸性のナフィオン膜を固体電解質膜として用いたSPE電解においてCO₂と水を共電解することによりCOを選択的に生成するCoN₄C_x電極触媒の開発経緯，触媒作用，活性点構造について解説した．

新 研究室紹介　東北大学・多元物質科学研究所　山田（高広）研究室

山田　高広

くろすろーど　ありがとう

武末　江莉

ほっとSpring　鉱滓煉瓦─門司赤煉瓦プレイスを訪ねて─

大庭　康宏

● 第38回秋季シンポジウム研究発表募集

● 第50回学術写真賞 募集要領

● 2025年度各種表彰候補者等 推薦のお願い