彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救っ
たと伝えられる招き猫と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦
国時代の軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編のこと）
と兜（かぶと）を合体させて生まれたキラクタ「ひこにゃん」。
【今日の短歌】
はなびらのやうにかさなる冬の雲、会合を終へ大路をゆけば
川はさう遠くはないがこのあたりには水鳥の声はとどかず
地下街に並ぶ画面は横顔のリクイグアナをつかのま映す
落ち窪んだしかし猛禽のやうな目だ無言で俺を責めるその目
殼にのる牡蝸にレモンをしぼるときレモンの汁に指はよごれる
短歌研究 四月号、2024
『配管』 魚村晋太郎
※うおひら・しんたろう：1965年川崎市生まれ。京都市在住。塚本邦雄
に師事、岡井隆に親灸。第一歌集『銀耳』で現代歌人集会賞受賞。2021
年、2022年新装版『銀耳』第三歌集『バックヤード』、
を刊行。「玲廬」編集委員。
❏ ソニー、テレビの緩衝材をカネカの生分解性ポリマーに変更
Green Planet®はカネカが開発したPHBH(3-ヒドロキシブチレート-co-
3-ヒドロキシヘキサノエート重合体)
➲ https://www.kaneka.co.jp/solutions/phbh/
４月19日、ソニーは、大型テレビ受像機の梱包に使用している発泡ス
チロール製の緩衝材を廃止する。発泡スチロールに代えて、カネカが
製造する「カネカ生分解性バイオポリマー Green Planet」（以下、
Green Planet）の発泡成形品を採用する（図）。同ポリマーは二酸化
炭素と水に分解されるため、環境負荷の低減が期待する。Green Planetは、100％バイオマス由来の生分解性ポリマー。（R）-3
-ヒドロキシ酪酸と（R）-3-ヒドロキシヘキサン酸をモノマーとする共
重合ポリエステル（PHBH）で、植物油などのバイオマスから微生物を
利用して生産する。土壌中だけでなく海水中でも分解されやすく、飲
料用ストローや化粧品容器、ショッピングバッグなどで採用実績があ
る。
ソニーは、ミニLEDバックライトを搭載した香港・台湾向けの85型液
晶テレビ「BRAVIA 9」の梱包に、Green Planetの発泡成形品を使う。
製品に合わせて複雑な形状に設計し、大型かつ質量の大きなテレビを
輸送する際の耐衝撃性を確保したという。ソニーが持つ包装設計のノ
ウハウとシミュレーション技術、カネカの材料成形技術を組み合わせ、
発泡スチロールとは異なるGreen Planetの特性を考慮しながら、形状
の最適化と部品点数の削減を図った。併せて、金型構造の工夫によっ
て緩衝材の安定的な生産を実現したとする。ソニーは、2050年までに環境負荷ゼロを目指す環境計画「Road to Zero」
を策定している。その達成に向けて、今後も環境に配慮した素材の開発・
採用を推進することを表明している。カネカは、家電の包装材や生成
食品の輸送容器、漁業資材といった様々な緩衝材用途にGreen Planet
を展開していく。
沸騰大変動時代（十五）
❏ 光 触媒 メタンの変換:現状 アート、課題、そして将来の展望⑦
【要約】
3. メタン光変換性能を向上させる戦略
3.1. 半導体の設計
3.1.2. ヘテロ原子ドーピング
3.1.3. ファセットエンジニアリング 3.2. 助触媒の修飾半導体と適切な助触媒を組み合わせるのも、光触媒によるメタン変換の
性能を調整し最適化するための有望な戦略です。 担持された助触媒は、
次の 2 つの側面を通じて性能に影響を与える可能性があります: (1)
助触媒は、光励起された電子/正孔のトラップ サイトを提供して、キャ
リア分離を促進し、太陽から化学への変換効率を促進できます。102
(2) 助触媒は、加速することができます。 メタン活性化のエネルギー
障壁を下げることができる、•OH、•OOH、•O2- などの活性酸素種の生成。74,103,104 現在、助触媒の研究は主に貴金属 (Pt、Au、Pd、Ag) に焦
点を当てています。 Ruなどや金属酸化物（CuOx、CoOxなど）の光触媒
メタン変換分野。 このセクションでは、メタン変換に対する助触媒
の影響について説明する。
メタンの CO2 への過度の酸化を抑制し、高価値の生成物への選択性を
向上させるために、より負の VB を持つ金属酸化物が助触媒として使用
されてきた。 例えば、Tang のグループは、O2 の存在下での C2H6 の
過酸化を避けるために、Pt/TiO2 上の CuOx クラスターを修正した。
107 TiO2 に Pt ナノ粒子のみを導入すると、C2H6 選択性は低下したが、
CO2 選択性は増加した。 Pt の電子シンク機能、O2- 形成に利用可能な
電子の増加、および TiO2 の強力な酸化正孔。 CuOx クラスターが Pt
/TiO2 上に堆積された後、CuOx の VB は TiO2 の VB よりも負である
ため、一部の正孔が TiO2 から CuOx クラスターに移動する可能性が
ある。 CuOx 上の比較的弱い酸化能力を持つ正孔は炭化水素の過酸化
を回避し、C2H6 と C2H4 の選択性を約 3 倍増加させた。 水溶液では、
水の酸化による過剰な酸化力の高い・OH ラジカルが、過酸化生成物
(HCHO および CO2) の生成の主要な種として実証された。 したがって、
・OH ラジカルの濃度を制御することは、一次含酸素化合物に対する選
択性を向上させる効果的な方法として浮上しており、これは助触媒の
修飾によって実現できる。 Au/TiO2 上の CoOx ナノクラスターを修飾
することにより、光誘起正孔が TiO2 (3.0 V vs NHE) から CoOx (2.4
V vs NHE) に移動することができます。 水を酸化して・OH にする酸
化能力が不十分なため、一次生成物 (CH3OOH および CH3OH) に対する
最大 98% の選択率が達成された (図 6b)。51
最近、Au-ZnO/TiO2 を触媒として使用することにより、90% の選択率
で 5020 μmol g-1 h-1 のエタン生成速度が達成されました。105 TiO2
はメタン光酸化の高活性半導体として機能し、高いメタン変換率を可
能にします。一方、ZnO は、TiO2 と比較して VB がより負の位置に
あるため、メタンの過酸化を抑制でき、C2H6 に対する高い選択性を実
現する (図 66c)。 O2 の関与により、Au ナノ粒子は O2 の温度プログ
ラム脱着 (O2-TPD) 実験に従って O2 の吸着と活性化を大幅に促進し
、形成された -O2- がメタン変換に寄与しました。 変換効率に加えて、
Au 助触媒は C2H6 の選択性にも非常にプラスの効果をもたらしました。
Au サイト上の *CH3 は、*O と結合して *OCH3を形成するよりも、気
相に脱離して *OCH3 を生成することを好みました。これは、後者の形
成にはより高い活性化障壁を克服する必要があるためである (図 66d–e)。
したがって、CO2 ではなく C2H6 の高い選択性が、・CH3 ラジカルの
カップリングによって達成できます。 TiO2 上の FeOx 種 (FeOOH お
よび Fe2O3) は、電荷分離を促進するだけでなく、H2O2 還元のエネル
ギー障壁を下げることができ、メタン転化率の向上に貢献する。
108 FeOx 種は、CH3OH 選択性の向上にも重要な役割を果たしました。
90% という高い CH3OH 選択率をもたらす。
助触媒の種類に加えて、サイズもメタン変換の効率に重要な役割を果
たす。 Ma et al.は、光蒸着法により、 H2PtCl6・6H2O の量を調整す
るだけで、異なるサイズの Pt 担持 Ga2O3 が合成された。109 粒子サ
イズが 1.5 ～ 2.7 nm の範囲では、メタン転化率は火山状の傾向を示
し、サイズが 1.9 のときに最高に達した。 Pt ナノ粒子のコーナーサ
イトは、さまざまな幾何学的サイトの正規化された TOFに従って、主
要な活性サイトであると推測される。逆に、1.5-Pt/Ga2O3 サンプルの
性能は、コーナー原子の含有量が最も高いにもかかわらず抑制された。
これは、C2H6 はコーナー原子に吸着される傾向があり、1.5 nm の Pt
ナノ粒子はコーナー原子の割合が最も高く、1.5-Pt/Ga2O3 からの C2H6
の脱離を妨げる。 したがって、C-H 切断と C2H6 脱着はどちらもメタ
ン変換の効率に影響を与える重要な要素である。
特に、助触媒修飾戦略とドーピング戦略は触媒性能に異なる影響を与
える可能性があります。 最近、Tang のグループによって、Au 単一原
子ドープ In2O3 (Au1/In2O3) および Au ナノ粒子が充填された In2O3
(AuNPs/In2O3) のメタン酸化における触媒挙動が研究された 110。
97.62% という顕著な HCHO 選択性と HCHO 収率 Au1/In2O3 触媒では 1
.98 mmol g-1 h-1 の CH3OH 選択率が達成され、AuNPs/In2O3 触媒で
は 89.42% という高い CH3OH 選択率と 2.03 mmol g-1 h-1 の CH3OH
収率が達成された (図 66f)。 実験と DFT 計算によると、選択性の違
いは、Au1/In2O3 および AuNPs/In2O3 の表面上の O2 の吸着構造に関
連している。 Au1/In2O3 上にエンドオン配置で吸着した O2 は、・OOH
に還元されることが望ましく、これが・CH3 と反応して CH3OOH を生成
し、CH3OOH の自発分解により HCHO が形成されます。 AuNPs/In2O3
上にサイドオン配置で吸着された O2 は、・OH に還元される傾向があ
り、その後、・CH3 と反応して CH3OH 生成物が生成される。 同様に、
Pd ナノ粒子 (Pdn) とドープされた Pd 単一原子 (Pd1) のさまざまな
効果が Xiong のグループによって調査された (図 66g)。111 TiO2 上
の Pd ナノ粒子は電子蓄積のサイトとして機能し、Pd 単一原子は電子
蓄積を示しました。 TiO2 の VB に対する Pd-O4 ユニットの寄与によ
る正孔の増加。 Pd-O4 ユニットが VB への O 2p 軌道の寄与を低減し、
格子酸素による過酸化を抑制するため、Pd ドープ TiO2 は C2H6 に対
して 94.3% の選択性を示した。 全く対照的に、Pd ナノ粒子で修飾さ
れた TiO2 は、格子酸素がメタン酸化において支配的な役割を果たし、
*CH3 がほとんど脱離して・CH3 を形成するため、C2H6 に対して約 65%
の選択性を示した。 したがって、生成物の選択性は光触媒の繊細な設
計によって制御することができる。
貴金属の中でも、Au ナノ粒子は、さまざまな系でエタンおよび一次酸
素含有物に対して最も高い選択性を示しました。 しかし、コストが高
いため、その特性（面、大きさ、構造、担持量、表面積など）を制御し
て原子利用効率を向上させたり、貴金属を含まない助触媒の開発が求め
られている。
3.3. 電子スカベンジャーの利用
さまざまな正孔捕捉剤の添加は、正孔を捕捉し、CO2 光還元の性能を向
上させる効果的な方法として証明されています。112−114 同様に、MV2+
(メチルビオロゲン二塩化物水和物)、Fe3+、Cu2+、Ag+、 H2O2 と O2
は、メタンからメタノールへの変換効率に大きな影響を与えることが明
らかになった 108。
【関連論文】
・Title:Photocatalytic Conversion of Methane: Current State of the Art,
Challenges, and Future Perspectives, in PMC
この項つづく
❏ 全固体Liイオン電池用フッ化物固体電解質を開発
名古屋工業大学と日本ガイシとの共同研究により、フッ化物材料「Li3Al
F6」のLi+（リチウムイオン）伝導度を高めることに成功した。この材
料を用い、温室プレス成型で作製した全固体リチウムイオン電池は、極
めて安定に充放電できることを確認。研究チームが着目したのはフッ
化物の固体電解質である。Li3AlF6は、Al2O3の溶融塩電解にも使われ
、大気中で安定している材料である。リチウムイオン電池の正極あるい
は負極のいずれと接触しても、電気分解せず安定に存在できる。このた
め、30年前からリチウムイオン電池への応用が検討されてきた。しかし、
Li+伝導度が低く、電池の内部抵抗低減などが課題となっていた。そこで
今回、Li3AlF6をLi2SiF6とボールミリングし、Li+伝導度を大幅に向上さ
せた。Li3AlF6だと150℃における抵抗は約12MΩであった。これに対し、
Li2SiF6とのボールミリングにより、抵抗率は約30kΩ・cmまで減少。この値はLi+伝導度に換算すると3×10-5S/cm（＠室温）であり、固体電
解質として使用可能な値だという。研究チームはLi+伝導度が向上した
理由について、ボールミリングによりLi3AlF6とLi2SiF6が原子レベルで
混合。これによりLi3AlF6結晶中にLi+空孔が生成し、Li+が動ける隙間が
形成されたため、と推測する。しかも、Li3AlF6-Li2SiF6はプレス成型
のみで緻密化が可能である。セラミックスのように約1000℃の高温で焼
き固める必要はない。Li3AlF6-Li2SiF6は、大気中に24時間放置しても
分解せず、高いLi+伝導度を維持できた。
【掲載論文】
論文名： Enhancement of the Li+ Conductivity of Li3AlF6 for Stable All-Solid-
State Lithium-Ion Batteries
掲載雑誌名： ACS Applied Energy Materials
公表日： 2024年3月14日
DOI： doi.org/10.1021/acsaem.4c00115
URL： https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsaem.4c0011
❏ 厚さ原子1個分の金シート「ゴールデン」の合成＆単離に成功リンシェーピング大学の研究グループは、原子層1層の厚さしかない金の
シートを作ることに成功。この素材はゴールデンと呼ばれるもので、こ
れにより、金は二酸化炭素変換、水素製造、付加価値のある化学物質の
製造などの用途での使用に適した新しい特性が得られる。
【要約】
単層金の合成は、これまでのところ、数原子の厚さの自立した層、また
はテンプレート上または内部に閉じ込められた単層に限定されてきた。
本稿では、Ti3SiC2中のSiをAuで置換して形成したナノ積層Ti3AuC2から
Ti3C2を湿式化学的にエッチングすることで、原子1個の厚さの金が剥離
することを報告する。Ti3SiC2は有名なMAX相であり、Mは遷移金属、Aは
A族元素、XはCまたはNです。2次元層はゴールデンと呼ばれ、金塊と比較
して約9%の格子収縮を持つ金層は、電子顕微鏡で観察される。第一原理
分子動力学シミュレーションでは、2次元のゴールデンは本質的に安定で
実験ではカールと凝集が見られ、界面活性剤によって軽減。X線光電子分
光法により、Au 4fの結合エネルギーが0.88 eV増加していることが明ら
かになった。エッチングスキームの開発を含む、他の非ファンデルワー
ルスAuインターカレーション相からのゴールデンデンの調製に関する展
望が提示する。
【掲載論文】
Synthesis of goldene comprising single-atom layer gold.
Nat. Synth (2024). https://doi.org/10.1038/s44160-024-00518-4
