研究内容
水電解触媒
大規模グリーン水素製造技術としてアルカリ水電解(AWE; Alkaline Water Electrolysis)が注目されています。AWEのアノードでは酸素発生反応(OER; Oxygen Evolution Reaction)が起こり、カソードで起こる水素発生反応に対し反応を進ませるためのエネルギーが多く必要なため（過電圧が大きいため）、水素発生効率を向上し、グリーン水素の価格を下げるためのボトルネックとなっています。現在AWEのアノードには比較的OER活性の高いNi電極が使用されていますが、Niはレアメタルの一つであり高価な金属であるため、資源量豊富な元素を用いかつ高活性な電極材料の開発が求められています。
燃料電池触媒
固体高分子形燃料電池(PEFC; Polymer Electrolyte Fuel Cell)は低温作動・小型化が可能という特徴から、自動車の動力源としての利用に適しています。 燃料電池は環境問題、エネルギー資源問題の両面から重要な工業技術ですが、その一般普及化には乗り越えるべき課題がいくつかあります。 その中の一つが燃料電池の心臓部である”触媒”です。 和田山研究室ではこの触媒、特に白金および白金合金触媒について、超高真空装置により用いて作製した原子レベルで構造制御されたモデル触媒の触媒特性評価を通じ、燃料電池自動車の普及化を促進する新規な触媒材料ナノ構造の設計を研究課題としています。
新規電解触媒・反応解析
二酸化炭素還元触媒
電気化学的二酸化炭素還元法（ECR; Electrochemical Carbon dioxide Reduction)は、温室効果ガスの一つである二酸化炭素(CO2)を常温・常圧下で一酸化炭素やメタン、エタノールなどの有用な物質に変換できる手法として近年注目を集めています。しかし、ECRを基軸としたCO2再利用化技術の実用化には様々な課題があります。特に、ECRにおいて目的とする生成物質への選択性・活性が不十分であり、高選択かつ高活性な触媒材料の開発が求められています。
東北大学大学院環境科学研究科 先端環境創成学専攻
（兼 工学部材料科学総合学科）