京大，パラジウムの表面原子配列をコントロールして水素の吸蔵速度を変えることに成功

京都大学の研究グループは，パラジウム金属（Pd）ナノ結晶の表面原子配列を精密にコントロールすることで，水素の吸蔵速度を変えることに成功した（プレスリリース）。

パラジウム（Pd）は面心立方格子（fcc）構造を有する白金族元素の一つで，水素化反応触媒や自動車の排気ガス浄化用の触媒（三元触媒）など，さまざまな触媒として使われている。さらに，燃料電池の電極触媒としても使用されている有用な元素。

さらに，Pdは自身の約1,000倍の体積の水素を吸蔵することができ，水素吸蔵金属や水素分離膜としても実用化に向けた研究が盛んに行なわれている。現在，Pdのさらなる性能向上のために，異種金属を混ぜて合金化する手法が用いられている。

今回，研究グループは，形状制御したPdナノ結晶を作製することにより，Pd結晶表面の原子配列を精密にコントロールし，水素の吸蔵スピードを変えることに成功した。また，Pdナノ結晶を金属イオンと有機配位子からなる多孔性金属錯体（MOF）で被覆すると，水素吸蔵量は被覆していないPdナノ結晶に比べて2倍になり，それと同時に，水素の吸蔵／放出速度も2倍になることを発見した。

さらに，このような水素吸蔵特性の飛躍的な向上の原因が，Pdナノ結晶とMOFとの界面で起こる電荷移動であることを突きとめた。この新しい材料は，水素の貯蔵材や分離膜，燃料電池の電極触媒のほか，高効率な水素化反応触媒として期待される。

この研究成果は，ナノ結晶表面の構造制御やMOFによる被覆化により，金属の材料特性が格段に向上することを示しており，今後，さまざまな金属とMOFとの組み合わせにより，革新的な材料が創製されることが期待される。