水素発生と半導体の新たな融合！二次元ナノリボンの誕生

新しい時代のクリーンエネルギー触媒：MoS2ナノリボンの可能性

クリーンエネルギーへの期待が高まる昨今、水素の生成が重要な話題となっています。従来、白金がその高い触媒活性から水素発生に利用されてきましたが、白金は貴重かつ高価なため、他の触媒物質への需要が強まっています。ここで注目されているのが、二硫化モリブデン（MoS2）です。この二次元材料は安価でありながら、触媒としてのポテンシャルを秘めています。

九州大学大学院の研究グループを中心に行われた新しい研究により、MoS2のナノリボンが触媒活性を発揮することが確認され、さらにそれが半導体材料としての特性を兼ね備えていることが分かりました。この研究では、化学蒸着法を用いてナノリボンを基板上に高密度で成長させ、電気化学的な測定手法を用いて触媒の特性を評価しました。

MoS2ナノリボンの構造と特性

研究チームは、MoS2のナノリボンを高密度に合成し、その端部が一般的な中心部に比べて100倍近い触媒活性を示すことを発見しました。このように触媒活性がエッジに集中する特性は、他の触媒物質では見られないユニークな特性であり、今後の水素製造の可能性を広げます。

また、MoS2は高い電子移動度を持つため、半導体デバイスとしての利用も期待されています。シリコンデバイスが微細化の限界に達しつつある中、次世代半導体材料としてのMoS2の重要性が増しています。

研究の意義

この研究成果は、クリーンエネルギーの実現に向け、多様な応用が期待されます。具体的には、水素発生のコスト削減や効率的な生成方法の開発につながる可能性があります。また、半導体としての機能を併せ持っていることで、電子デバイスの新たな基盤技術としても注目されます。

九州大学のマ・ゾンペン大学院生やパブロ・ソリス-フェルナンデス特任准教授をはじめ、多くの研究者が連携し、この革新的な材料の可能性を探求してきました。

この研究の成果は、2025年1月9日に、アメリカの科学振興協会が発行する学術誌「Science Advances」に掲載される予定です。世界中の研究者たちが注目する中、この新しい素材がどのような未来をもたらすのか、引き続き目が離せません。