東北大学と神戸大学の研究グループは，水の電気分解が生じる電極と電解液の界面の原子配置が，時間とともに変化していく様子を，放射光を用いた界面構造解析で明らかにした（ニュースリリース）。
水の電気分解は環境負荷のないエネルギー貯蔵の重要なステップであり，その反応を効率化するために多くの研究が行なわれている。白金やパラジウムなどの貴金属を使わない，金属酸化物を電極触媒としての材料研究が盛んに行なわれているが，実際に水の電気分解が生じるその場所での原子配置がどうなっているか，直接観測するのは難しい。実際の触媒は使っているうちに効率が向上したり，劣化したりするが，その原因を原子配置の観点で理解できれば，劣化を抑え，高い活性を保つ方向に形を作ることが可能になる。
研究グループは，比較的高い活性を持つ事が知られるLa0.6Sr0.4CoO3の薄膜をチタン酸ストロンチウムSrTiO3基板の上に作製し，真空中，水酸化カリウム水溶液に浸して薄膜の電位を制御した電気化学環境に置いた直後，電位を水の電気分解などの強い化学反応が生じる直前の高さに制御した状態，通常の測定の観点で変化が落ち着いたあとの状態での表面構造を，放射光X線を用いた回折実験と，情報科学に基づくベイズ推定を組み合わせて計測した。
測定は高エネルギー加速器研究機構の放射光実験施設のBL-3A，4CのX線回折装置を用いて行なった。水の電気分解を起こせる電気化学環境に試料を置き，泡が出ない範囲で強い化学反応が生じる直前の条件になるよう，薄膜の電位を制御したところ，電位によって構造が変化するだけでなく，時間とともに徐々に表面構造が変化していることがわかった。1.5日程度の間に時間変化が終わったため，その段階での表面構造を調べる測定を行なったところ，非常に高効率なコバルト（鉄酸化物電極触媒）の表面で提案されている構造と類似した構造になっていることがわかった。
酸化物触媒に対する固液界面での表面構造計測は非常に例が少なく，ペロブスカイト構造を持つ酸化物に対する測定は今回の計測が世界初だとという。形成された辺共有構造は表面付近の電子軌道に影響を及ぼし，触媒活性を変える。また，酸化物電極側に含まれる酸素と電解液側の酸素が入れ替わる過程が水の電気分解の途中経過で含まれていると考えられており，その際の立体障害も変わる。こういった変化を通して，新たに形成された表面構造が成膜直後の構造と異なる触媒活性を示す事になると期待されている。実際，この測定中に計測した化学反応の度合いは，構造が変わる前より変わった後の方が大きくなっていた。
表面構造の情報があれば，触媒開発に明確な指針ができて大きな進展が期待できるという。従来，触媒の研究で意図せずに生じてしまう構造変化は，なぜかわからないが高性能な材料がある，と認識されてしまい，新材料開発の大きな妨げになってきた。この研究はその課題を解決する可能性があるものとしている。
