大阪大学産業科学研究所のCao Jingさん（大学院工学研究科博士後期課程）、近藤吉史助教、Seo Yeongjun助教、後藤知代特任教授（常勤）（兼 奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科 教授）、関野徹教授の研究グループは圧電体であるチタン酸バリウム（BaTiO₃）ナノキューブを基材とした、超音波照射下で二酸化炭素（CO₂）を一酸化炭素（CO）へ変換可能な圧電触媒の作製に成功しました。
圧電触媒は、機械的エネルギーである「振動」を用いることで、室温かつ常圧という非常に温和な条件で物質変換反応を引き起こすことができるため、新しい触媒プロセスとして注目されています。
今回、研究グループは、活性点として単原子ニッケル（Ni）を固定化した窒素ドープカーボン（NC）をBaTiO₃ナノキューブの表面に担持した圧電触媒を開発しました。未担持のBaTiO₃と比較して約3.1倍という大幅な活性向上を実現し、高効率かつ高選択的にCO₂からCOを生成できることを見出しました。加えて、Ni単原子サイトがCO₂からCOへの変換を大幅に促進することを明らかにしました。
これにより、CO₂還元反応において未利用である振動エネルギーを活用した、新しいCO₂変換技術の開発や、持続可能な炭素循環社会の実現への応用が期待されます。