东京工业大学的北野政明教授和细野秀雄名誉教授等人开发成功了一种可用于二氧化碳（CO2）和氢气合成化学基础原料——甲醇的催化剂。传统的CO2和氢气合成反应需要200摄氏度或更高的温度条件，但使用这种新型催化剂后便可以在室温下实现合成。除了能够减少制造过程中的能源消耗外，还可以有效利用温室气体CO2。
使用新型催化剂可在常温下合成甲醇
此次开发的催化剂主要由金属元素钯和钼组成。将钯和钼的氧化物相互混合，在氨环境中经数百摄氏度加热后形成。具有钯和钼交替排列的层状结构。
CO2和氢气反应生成甲醇时，会产生副产品水。而新型催化剂在大气中暴露10天结构也未发生变化，即使有水分也不易劣化。由此确认可以作为催化剂使用。
在大约9个大气压的0.9兆帕（MPa）的压力下，将CO2、氢气和催化剂混合后发现，可以在25摄氏度的室温下连续合成甲醇50多个小时。即使压力降至大气压状态，只要温度在60摄氏度以上则也可以生成甲醇。研究团队认为CO2首先被分解为一氧化碳，然后一氧化碳与氢相结合生成甲醇。
钯是一种贵金属，价格昂贵。未来，研究团队将通过减少钯使用量或用其他金属取代一部分来降低成本。化学反应过程中的温度较高时，还存在不仅生成甲醇，还会生成一氧化碳的问题。今后还将推进改良，使其在高温下也只生产甲醇。
甲醇和氨并列为大量生产的基础化工原料，用于制造医药品、化妆品、树脂等高功能、高附加值的化学产品，还可以作为化肥和合成燃料的原料。目前，一般使用铜基催化剂从一氧化碳和氢气合成，这个过程需要200摄氏度以上的高温和5到10兆帕的压力。
由于此次开发的催化剂以CO2为原料，因此还有助于减少环境负担。目前，从大气等中回收CO2并通过与氢气反应转化为资源的“CCU（二氧化碳捕集与利用）”技术的研究接连出现。然而，由于碳原子和氧原子的结合非常紧密，CO2很难分解。此次开发的催化剂应用于实际时还存在效率低的问题。
研究团队成员之一的细野名誉教授除了用普通的含铁材料实现了电阻为零的超导外，还是显示器中使用的透明氧化物半导体“IGZO”的开发者。细野名誉教授拥有丰富的与企业联合研究的经验，今后的实用化研究有望进一步取得进展。
日文：福井健人、《日经产业新闻》、2023/4/19
中文：JST客观日本编辑部
