非貴金属系アンモニア合成触媒の新展開
Recent Advances of Non-Noble Metal Catalysts for Ammonia Synthesis
従来，再生可能エネルギーの利用に適した温和な（低温・低圧）条件でアンモニアを合成する触媒としては
Ruがほぼ唯一の選択肢であったが，最近非貴金属系高活性触媒も報告が増えつつある。
細野らは希土類窒化物を用いた担持Ni触媒を調製し，窒素欠陥を介した反応メカニズムを報告している1）。
従来はほとんど活性を示さないと考えられてきたNiに着目した点は興味深い。また，ChenらはCo-Mg-Oの固溶体をLiHとin-situで
反応させることで調製した高活性なCo-LiH触媒を報告している2）。
新規材料をベースとした触媒に注目が集まる一方，
大気下での調製が可能でハンドリングが容易な酸化物系の触媒は実用の観点から依然として極めて重要性が高い3）。
筆者らはCo/MgOに電子供与能の強いBaをドープし，これを高温で還元するという極めてシンプルな方法によって，
従来型のCo触媒や一部のRu系触媒をも凌駕する新奇高活性触媒（Co@BaO/MgO）を開発した4）。
高温還元処理中にBaとCoが各々示す動的効果を利用して，Coナノ粒子をBaOの低結晶体が被覆したコア-シェル型構造を
構築した点が触媒設計上の特徴であり，局所構造を制御することで酸化物をベースとしながら活性の大幅な向上を実現した。
本設計指針の拡張によってさらなる性能向上も期待できる。
日本では火力発電用のカーボンニュートラルな燃料
としてアンモニアへの期待が高まっており，2050年に向け莫大な新規需要の発生と生産設備の増強が見込まれる。
これら非貴金属系触媒がさらに発展し，その主軸を担うことが期待される。
1） T. N. Ye et al., Nature 2022, 583, 391.
2） W. Gao et al., Chem. Commun. 2021, 57, 8576.
3） K. Sato et al., Chem. Lett. 2021, 50, 687.
4） K. Sato et al., ACS Catal. 2021, 11, 13050.
佐藤勝俊 名古屋大学大学院工学研究科