【清洁燃料】

氢（H₂）燃料由于在使用时不会排放任何二氧化碳（CO₂）而被称为“清洁（绿色）燃料”。然而，当前主流的制氢方法是“煤气化（2H₂O + C＝2H₂ + CO₂）”，其使煤碳在1000℃以上的高温蒸汽下汽化，并排放大量二氧化碳到大气中，由此制得的氢被称为“棕色氢”。为了解决该问题，需要开发一种材料技术，以将原本排放到大气中的二氧化碳作为资源再利用。

【焦化】

作为日本科学技术振兴机构（JST）CREST项目“有助于多种天然碳资源利用的创新催化剂和创造技术”的一部分，笔者（AIpatent认证专家库成员，欲知详情可联络support@aipatent.com）最近成功开发出了一种高性能的催化材料，其可促进“干重整（DRM ... CH₄+ CO₂ = 2H₂ + 2CO）”反应，利用甲烷和二氧化碳生产合成气（氢气和一氧化碳（CO）的混合气体），用作化学产品和液体燃料的原料。由于DRM可以消耗二氧化碳来生产合成气，因此从二氧化碳循环利用的角度来看具有很大的优势，但另一方面，其副作用是会生成大量的碳固体（煤烟），并阻塞反应气的流动，发生“焦化”现象。

“焦化”现象发生的原因在于催化剂的结构。传统的DRM催化剂结构中，催化活性金属（Ni等）的超细颗粒分散并固定在氧化物表面上，当该催化剂暴露于反应气氛时，以金属超细颗粒为起点，会生成超细纤维状的碳固体，并推动超细颗粒从氧化物表面剥离。剥落的金属超细颗粒会四处延伸，碳固体则跟随其后不断地生长延长。

【蓝色氢】

为解决这一问题，笔者等合成出由超细（不足10纳米）的纤维状镍和氧化钇组成的催化剂，并命名为 “Ni＃Y₂O₃”。

在Ni＃Y₂O₃中，由于Y₂O₃像根须一样缠绕在Ni上，避免了剥落或向四周延伸，从而即使在传统催化剂约20小时即失活的反应条件（500℃，催化剂空速（单位时间里通过单位催化剂的原料的量）为1000 h-1）下保持1300小时以上，也不会发生“焦化”，能稳定地促进DRM反应。

笔者已经证实“光催化剂DRM”在紫外光照射下会引起DRM，目前正在开发可在阳光照射下会引起DRM（太阳能DRM）反应的Ni＃Y₂O₃催化剂材料。若太阳能DRM得以实现，将为从“棕色氢”过渡到“蓝色氢”（生产过程中不会向环境释放CO₂）开辟道路。

通过理论计算预测甲烷转化固体催化剂的性能

材料发展最前沿：“Ni＃Y2O3”催化剂促进DRM反应