共同研究成果：水中で駆動する高性能な鉄錯体酸素発生触媒材料の開発（C03近藤、B01木内）

Iron-complex-based catalytic system for high-performance water oxidation in aqueous media

Takumi Matsuzaki, Kento Kosugi, Hikaru Iwami, Tetsuya Kambe, Hisao Kiuchi, Yoshihisa Harada, Daisuke Asakura, Taro Uematsu, Susumu Kuwabata, Yutaka Saga, Mio Kondo & Shigeyuki Masaoka

本研究では、多核鉄錯体触媒に導電性分子間隙を導入した「内圏型超セラミックス材料」を開発し、水中での高効率な酸素発生反応を達成しました。一般に、分子性均一系触媒を固体状態で機能させることは非常に困難であると考えられています。これは、分子性均一系触媒による小分子変換反応において重要な役割を果たす、反応媒体を介した電子移動が触媒の固体化により極めて進行しにくくなることに由来しています。そこで本研究では、触媒活性中心の周りに電荷伝達サイトを合理的に導入した新たな触媒材料（poly-Fe5-PCz）を開発しました。poly-Fe5-PCzは、水の酸化による酸素発生能を促進可能であり、その触媒回転数は、これまでに報告された水溶液中で利用可能な鉄錯体触媒と比較して10倍近く高いことが明らかになりました。本成果は、酸素発生触媒の開発に新たな戦略を提供するものです。

Nature Communications, 16, 2145 (2025). (DOI: 10.1038/s41467-025-57169-y)