― Sustainable Energy & Fuels誌 HOT Articlesに選出 ―

研究の背景

水素は、脱炭素社会の実現に向けた次世代エネルギーとして注目されています。なかでも、軽量かつ高い水素含有率を有するホウ化水素（Hydrogen Boride: HB）シートは、水素の貯蔵・輸送・生成を担う新規材料として期待されています。
HBシートは外部から電子を供給することで効率的に水素を発生できることが知られていますが、実用的な電極反応系へ応用するためには、HBシートを電極表面へ安定的に固定化する必要がありました。しかし、従来は固定化の安定性や電子移動効率に課題があり、水素生成性能の向上が求められていました。

研究内容

筑波大学ホウ化水素研究センター（HBRC）の研究グループは、HBシートをカソード（陰極）上へ高効率に固定化するため、複数の高分子バインダー材料を用いた固定化手法を検討しました。
研究では、HBシートとバインダーを混合した複合材料をカーボンペーパー電極へ塗布し、電気化学的な水素生成特性を比較評価しました。その結果、アラミド系バインダーを用いた場合に、HBシートの安定固定化と高い電子移動特性が両立されることを見いだしました。

主な成果

本研究により、以下の成果が得られました。

・アラミド系バインダーを用いることで、HBシートを電極表面へ均一かつ安定的に固定化することに成功
・電極からHBシートへの電子注入効率が向上し、水素生成反応が大幅に促進
・従来系と比較して高い水素発生性能を実現

本成果が評価され、英国王立化学会（Royal Society of Chemistry）刊行の学術誌 Sustainable Energy & Fuels において「HOT Articles」に選出
これらの成果は、HBシートを利用した高効率水素生成デバイス開発に向けた重要な基盤技術となります。

今後の展望

今回開発した固定化技術は、HBシートを用いた電解水素生成システムや水素エネルギーデバイスへの応用が期待されます。今後は、さらなる耐久性向上や大面積電極化を進めることで、実用的な水素製造技術への展開を目指します。
また、本成果はホウ化水素材料を活用したエネルギー変換・貯蔵技術の発展に寄与し、カーボンニュートラル社会の実現に貢献することが期待されます。

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論文情報

論文タイトル
Boosted hydrogen production via binder-assisted immobilization of hydrogen boride sheets on cathodes
掲載誌：Sustainable Energy Fuels, 2026,10, 2478-2485
DOI：1039/D6SE00145A
https://doi.org/10.1039/D6SE00145A
著者（筑波大学ホウ化水素研究センター）
宮内 雅浩客員教授
近藤 剛弘センター長