関西大など、Ti2Niで有機化合物合成と水素の回収・貯蔵に同時成功

関西大学化学生命工学部の近藤亮太准教授、大洞康嗣教授らの研究グループは、香川大学、大阪大学、北海道大学との共同研究により、水素吸蔵合金Ti2Niを触媒として用い、アルコール資源から高付加価値な有機化合物を合成しながら水素を合金内部に回収・貯蔵することに成功した。液相の有機溶媒から水素吸蔵合金への直接の水素貯蔵は世界で初めてとなる。本成果は、欧州の国際化学誌『Chemistry – A European Journal』に2026年8月19日付で掲載された。

合成と水素回収の「二役」を果たすTi2Ni

今回の研究では、水素オートトランスファー反応を水素吸蔵合金の一種であるTi2Ni上で進行させた。これにより、アルコールとアニリン類から医薬品中間体となりうる有機化合物を合成しながら、アルコールから引き抜いた水素を合金の結晶内部に取り込み貯蔵できることを発見した。さらに、回収した水素は水素ガスとして取り出せることも確認された。Ti2Niが触媒と水素貯蔵の二役を担い、「有価物の生成」と「水素の回収」を同時に実現している。

水素オートトランスファー反応の課題を克服

医薬品や農薬の原料となる有機化合物の合成では、環境負荷の低減と反応効率の向上の両立が世界的な課題となっている。アルコールから一時的に水素を引き抜き再利用する水素オートトランスファー反応は、触媒サイクル内で完結するため廃棄物を抑えられる利点がある。一方で従来の反応では、アルコールから取り出した水素が目的物の合成で消費・廃棄されるため、水素そのものを回収・貯蔵することは困難とされていた。

水素を安全に貯蔵・輸送する方法の一つとして、液体有機水素キャリア(LOHC：Liquid Organic Hydrogen Carrier)が着目されている。アルコールを用いた有機化合物の合成は化学工業で広く行われているが、反応過程で液相の有機溶媒から水素吸蔵合金へ直接水素を取り込み貯蔵できた例は過去にない。有機化合物の合成と水素の回収・貯蔵を両立する新手法として、多様な水素源を利用した輸送・貯蔵システムへの運用が可能とされ、カーボンニュートラルのブレイクスルーにつながることが期待されている。