筑波大学ポッドキャストに対談形式のインタビューが掲載されました。不働態化しやすい卑金属と触媒能力が高い卑金属を合金化することで、硫酸中で溶解しにくい卑金属電極の発見とメカニズムの解明についての論文を発表しました。組み合わせがほぼ無限に存在している状況下で、いかに少ない労力と予算で目的に合致した卑金属合金を見つけ出すことができないか、という観点で多元合金の選定方法を検討しました。図1(a)のように、従来の一般的な合金探索アプローチについて再考察します。従来アプローチは、第一原理で元素候補を推定し、性能を評価しながら元素数の増加を図る方式です。水電解におけるボトムアップアプローチは、1個ずつ元素を追加した後水電解性能を計測し、元素を追加するか交換するかなどの方法で合金性能向上を試みます。当然ながらうまくいかない元素の組み合わせが存在するため、試行錯誤が必要となり作製プロセスの最適化に膨大な労力と時間がかかります。これはつまり、積み木のように元素を積み上げて、一歩一歩着実に合金性能の向上を目指すボトムアップ方式といえます。この従来アプローチは3元合金程度であれば非常に有効ですが、使用元素を卑金属に限定しているとはいえ、5元素を超える多元合金に対して探索方針なしで闇雲に探索しても有益な成果が得られない可能性が高くなります。本トップダウンアプローチは、水電解の実験条件を模した電解液に電極を含侵させ、不要な元素を自己選択して取り除いてもらうことで水電解条件における最適な元素が「勝手に生き残る」と考えます。生き残った者の中から、触媒として機能を発揮する組み合わせを採用します。このようにすれば、作製プロセスに係る最適化の労力を最小化でき、元素選択と特性評価に注力できるようになります。これはつまり、ジェンガのように、合成した多元合金から不要な元素を抜いて合金性能の向上を目指すトップダウン方式といえます。本研究では、新提唱のコンセプトが正しいかどうかも含めて、実験と理論を両輪として高性能触媒開発と詳細な検証を行いました。詳細はプレスリリースまたは論文で詳しく述べています。無限の元素の組み合わせが存在する高エントロピーな合金の探索方法.(a)従来の合金探索法であるボトムアップアプローチ。3元合金に1元素を加え、4元合金を作製し、特性評価した後、更に1元素を加えて5元合金を作製するというステップアップ方式。(b)本提案の合金探索法であるトップダウンアプローチ。必要な元素の自己選択時の表面構造は、図1(a)の不働態化しやすい4元合金とほぼ同一。共有する2022年10月25日火曜日プレスリリース:貴金属を使用しないグラフェンの優れた触媒能力の起源を解明3次元構造を持った窒素ドープグラフェンの伝導機構となぜ曲面を持っている窒素ドープグラフェンは触媒としてよいのかなどの起源を解明した論文を発表しました。詳細はプレスリリースまたは論文で詳しく述べています。研究室のホームページを更新しました。ステップアップ賞を受賞させていただきました。時もそうでしたが、第10回ステップアップ賞の審査時に改善すべき箇所を多くご指摘して頂き、それが研究の大きな進展と受賞へと繋がりました。私が二人目の指導学生として受け持った博士課程後期の学生である鄭サムエル君がコロナ禍の中一生懸命研究を行い、それらの成果が認められ、博士課程修了と同時に無事助教職を獲得することができました。彼は土日問わずに自主的によく研究をし、多くの論文成果を残しました。博士課程修了者の中から優秀者として選ばれる「研究科長賞」を獲得しました。私の博士課程指導学生から、二人目の助教昇進となりましたが、無事アカデミックの世界に送り出すことができました。今後も様々なところで活躍してくれることを祈っております。今年度は、修士課程学生の奚澤宇君も無事卒業することができました。Scienceの化学部門にて、TOP1%論文に選出されていました。トップ引用論文の仲間入りでき、大変良い成果となりました。難しいですが数年に1度は取れるよう研究を続けたいと思います。