酸素を吸ったり吐いたりする
無機材料を企業と共同開発

　酸素貯蔵材料は、無機化合物ながら、動物のように酸素を吸ったり吐いたりできる特性をもつ。本橋教授は、この未知の材料を用いて、空気中から酸素ガスを選択的に分離する装置の開発を目指している。

「製鉄所や化学プラントなど、燃焼という現象を用いてものづくりを行う現場では、大量の酸素ガスが使われています。高純度の酸素ガスはとても高価なので、空気中の酸素だけを抽出できる装置を開発し代替することができれば、省エネ・省コストの効果が期待できます。現在は、国内の大手化学メーカー、製鉄メーカーと共同研究を行っています」

　生産工程で用いる材料を開発する—。高校生には、なかなか想像しにくいが、実社会はこうした実用的なニーズによって成り立っている。その証拠に、この研究は2018年度の内閣府「戦略的イノベーション創造プログラム」に採択されるほど注目を集めている。

　本橋教授が手がけるユニークな研究は、これだけには留まらない。もうひとつ紹介してくれたのが、「金属空気電池」のための触媒材料の開発だ。触媒とは化学反応を促進させる物質のこと。無機材料には、こんな応用の仕方も期待できるのだ。

大気中の酸素を使って発電する
「金属空気電池」の材料を開発

　「金属空気電池は、空気中の酸素と亜鉛などの金属を用いて、電気エネルギーを得る仕組みです。私は金属空気電池の中の酸化還元反応を加速させる触媒材料を開発しています。現在、電気自動車などで用いるリチウムイオン電池は、充電容量に課題があります。大気中の酸素を用いて発電するこの電池は、充電容量の課題をクリアできる可能性が高く、実用化が期待されています」

　ものづくり工場の省エネ対策も電気自動車の充電池の効率化も環境エネルギー分野を語る上で不可欠のテーマ。本橋教授はここに社会的意義を強く感じている。また、元素の無限の組み合わせの中で“世界初”の発見ができる可能性があるのもこの研究の魅力だ。

「将来の夢はもちろん開発した材料を使った製品を実用化することです。基礎研究から応用までの道のりは長いですが、企業からは常に高いニーズがあります。世界を変えるような新しい材料で、持続可能な社会の構築に少しでも貢献できればと思っています」