東北大学,京都大学,大阪大学,理化学研究所,東京理科大学,近畿大学,科学技術振興機構（JST）,岡山大学

2026（令和8）年4月23日

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水完全分解光触媒における初めてのオールインワン助触媒を実現

～サステイナブルな水素社会の実現に向けて～

ポイント

光触媒による水完全分解（OWS）は、持続可能な水素生産に大きな可能性を秘めています。OWSでは、光触媒表面での水素発生反応（HER）と酸素発生反応（OER）の双方の促進が極めて重要であり、おのおのの反応に、個別に高い活性を示すHERおよびOER助触媒を、光触媒上の狙いの位置に選択的に修飾することが高活性化の鍵になります。しかし、煩雑な多段階光析出プロセスと逆反応を阻害するための酸素遮断層の必要性、逆反応を完全に抑制することの難しさ、遮断層の耐久性に関する懸念など、依然として大きな課題が残っています。

東北大学 大学院理学研究科の坂本 良太 教授らの研究グループは、導電性2次元金属有機構造体（2D-MOF）の一種であるCo-HHTPがオールインワンの助触媒として機能することを発見しました。Co-HHTPをOWS光触媒であるSrTiO3:Al上にワンステップ自己組織化法で担持させることで、酸素遮断層なしで酸素還元逆反応を起こさず、350ナノメートル（ナノは10億分の1）における見かけの量子効率（AQE）31.5パーセントという安定したOWSを実現しました。2D-MOFが提供するオールインワン助触媒の概念は、効率的かつ実用的なOWSシステムの設計に新たなパラダイムを提供します。

本研究成果は、2026年4月23日（日本時間）に、科学誌「Nature Chemistry」誌にオンライン掲載されました。

本成果は、科学技術振興機構（JST） 創発的研究支援事業（JPMJFR203F）、同 戦略的創造研究推進事業 CREST（JPMJCR24S6）、同 未来社会創造事業（JPMJMI23G2）、日本学術振興会（JSPS） 科学研究費補助金（JP25H01644、JP25H01674、JP25H01999、JP24K01494、JP24K01528、JP24H00485、JP24K21809、JP23K18001、JP23H03937、JP23KJ1388、JP23H02061、JP22H05145、JP20H05838、JP20H00398）、旭硝子財団、日本板硝子材料工学助成会、ENEOS東燃ゼネラル研究奨励・奨学会、泉科学技術振興財団、創薬等先端技術支援基盤プラットフォーム（JP25ama121006）、地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（JPJS00420230010）からの助成・支援を受けて実施されました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Two-dimensional metal-organic frameworks offer all-in-one cocatalysts for photocatalytic overall water-splitting”
DOI：10.1038/s41557-026-02133-6

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