2023

触媒科学計測共同研究拠点事業

共同利⽤・共同研究のご案内

触媒研究コミュニティーの拠点として

科 測共同研 点

Function as a Research Center for Catalysis Community

2023 年度を迎えるにあたり、ご挨拶申し上げます。
本研究所の設立は、昭和 18 年（1943 年）の触媒研究所の設立に遡り、平成元年（1989 年）に触媒化学研究センターとして、さらに平成 27 年
（2015 年）に今日の触媒科学研究所として改組されました。現在、研究所では、革新的触媒の開発と学理追究を担う基礎研究系８部門、研究成果の実用化および産業界ニーズの技術シーズ化を担う
開発系１部門が基盤的研究開発を推進しています。
これらと共に先端的な触媒科学に関する研究を実施するターゲット研究部は 5 クラスターで構成され、リーダーである准教授が独自の研究戦略に基づいて国内外の研究者を交えて運営し、特定の研究課題の解決を目指した研究を行っています。附
属の研究施設である附属触媒連携研究センターには、ユニットと呼ばれる 6 つの組織があり、刻々と変化する社会的要請に対応するために、柔軟かつ戦略的に外部との連携を組織化しています。最先端の研究を支える研究支援技術部は、ガラス加
工、金属加工、分析機器保守などで研究を技術的にサポートします。また、国外の触媒研究拠点とは研究・教育活動の連携パートナーとして、積極的に学術交流協定を締結しています。
本研究所は、平成 22 年（2010 年）に文部科学省から共同利用共同研究拠点として認定を受け、国内外の触媒研究者の利用に供すべく拠点活動を行って参りました。2022 年度より、本研究所、大阪公立大学人工光合成研究センター、産業技術総合研究所触媒化学融合研究センターとともに連携
ネットワーク型共同利用・共同研究拠点「触媒科学計測共同研究拠点」として文部科学省から認定を受け、本研究所は本拠点の代表として拠点活動を牽引して参ります。申請者の独自の発想に基づく研究課題への公募に基づいて拠点メンバーと国内外の触媒研究者との共同研究を実施し、触媒関連分野における国際化、異分野融合を推進します。
また、国内の優れた研究成果を海外に周知するための情報発信型シンポジウム、国内外の研究者への技術指導や社会への貢献を目的とする触媒高度実践研修プログラムを実施します。
平成 22 年（2010 年）より名古屋大学物質科学
国際研究センター、京都大学科学研究所附属元素科学国際研究センター、九州大学先導物質化学研究所と共に学際統合物質科学研究機構に参画しています。これら研究所間の共同研究を通して、化学・物理・生物にまたがる物質階層と合成概念を統合する新学術基盤を創成し、同時に若手研究者の育成を図っています。
カーボンニュートラル社会の構築など、人類社会の重要課題解決の鍵となる触媒開発の社会的重要性は益々高まりつつあり、学理の追究とイノベー
ションを双輪として推進すべく、浦口大輔副所長、中野環連携センター長をはじめ研究所構成員一丸となって全力を尽くす所存です。これまでにも増して、皆様からのご協力ならびにご指導とご鞭撻を賜りますようお願い申し上げます。

2023 年 4 月
北海道大学触媒科学研究所長
清水研一

1

Joint Usage/Research Centerfor Catalysis (JURCC)

In the beginning of the fiscal year
2023, I would like to say a few words.
The establishment of the institute dates back to1943, when the Research Institute for Catalysis
was established in Hokkaido Imperial University.
The Institute was restructured as Catalytic
Research Center in 1989 and further into thepresent form, Institute for Catalysis (ICAT) in
2015. The department of fundamental researchis responsible for the research and developmentof innovative catalysts. The dep art ment ofpractical applications aims at transferring theachievement to the industrial application andalso at creating technological seeds inspired by
the industrial needs. The department of target
research is driven by associate professors.
Researchers outside ICAT even from foreigncountries are collaborating on specific important
problems. Catalysis Collaborative ResearchCenter provides cooperation units to adapt tothe social imperatives that is rapidly changing.
In 2010, ICAT was authorized by the Ministryof Education, Culture, Sports, Science andTechnology (MEXT) of Japan as a as a Joint Usage/
Research Center, and since 2022 re-authorized
as a networked "Joint Usage/Research Center for
Catalysis (JURCC)" together with the ResearchCenter for Artificial Photosynthesis (ReCAP) at
Osaka Metropolitan University and the ResearchCenter for Catalysis Chemistry (IRC 3 ) at the
National Institute of Advanced Industrial Scienceand Technology (AIST). We will continue to provide
financial and technical supports to collaborationp r o p o s a l s f r o m t h e c a t a l y s i s c o m m u n i t y.
ICAT also participates a MEXT project, Integrated
Research Consortium on Chemical Sciences, thatis jointly organized by Nagoya, Kyoto, Kyusyu
Universities. This project aims to unify the conceptof materials and synthesis at the interdisciplinarylevel and also to cultivate young researchers.
Catalyst development is a key technology forsolving important issues facing human society,such as the realization of a carbon-neutral society,and its societal importance is expected to increase.
We will pursuit both principle and innovation in
catalytic science to solve these problems. We
hope to have your guidance and warm support.

Ken-ichi Shimizu
Director of Institute for Catalysis
April 2023

ネットワーク型共同利⽤・共同研究拠点「触媒科学計測
共同研究拠点（JURCC）」は、北海道⼤学触媒科学研究所を中核拠点として、⼤阪公⽴⼤学⼈⼯光合成研究センタ
ー、産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター、学術協⼒機関の東北⼤学国際放射光イノベーション・スマート研究センターが参画し、⽂部科学省の認定を受け2022年度に設⽴されました。

⾰ 的 の開発により未来 への ⾰に
必 な 科 技 を先 する
点では 募型共同研 や研を して固体・・⽣体 の異 野間、 と 測科 野間の ・を し、領域開拓と イノベーション
を促 するとともに、研 者コミュニティの研⼒や 代を担う若⼿ 材 成に り んでまいります。

昭和18年2月1日 勅令第57号により触媒研究所が設置
平成元年5月29日 全国共同利用施設の「触媒化学研究センター」(6研究部門)が設置
平成10年4月9日 拡大改組し、基幹研究部門3部門9分野、客員研究部門1部門2分野となる
平成19年4月1日 改組し、触媒ターゲット研究アセンブリ、触媒基礎研究部7研究部門となる
平成22年4月1日 文部科学省の認定する共同利用・共同研究拠点となる
平成24年4月1日 触媒基礎研究部が8研究部門となる
平成27年4月1日 実用化基盤技術開発部を設置
平成27年10月1日 触媒科学研究所に改組
令和4年4月1日 連携ネットワーク型共同利用・共同研究拠点の中核拠点となる

触媒理論研究部門

Catalysis Theory Research Division

触媒表面研究部門

Catalyst Surface Research Division

触媒構造研究部門

Catalyst Structure Research Division

触媒反応研究部門
Catalytic Reaction Research Division

物質変換研究部門

Catalytic Transformation Research Division

触媒材料研究部門

Catalyst Material Research Division

分子触媒研究部門

Molecular Catalyst Research Division

高分子機能科学研究部門

Macromolecular Science Research Division

運営協議会

触媒研究基盤開発クラスター

Research Cluster for Sustainable Catalyst

機能性合金触媒研究クラスター
Research Cluster for Functional Alloy Catalysts

遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラスター
Research Cluster of Transition-metals-induced Synthesis
and Transformation of Polymerࢼࣀ⏺㠃཯ᛂሙ◊✲ࢡࣛࢫࢱ࣮
研究開発部門Research and Development Division

Research Cluster for Nano-Interface Reaction Field

生体分子標識触媒研究クラスター

Research Cluster for Catalytic Labeling of Biomolecules

データ駆動型触媒研究クラスター

Research Cluster of Data-Driven Catalyst Developments

フリッツ・ハーバー研究所ユニット■

Unit of Fritz-Haber-Institute

学際統合物質科学研究ࣘࢽࢵࢺ

Unit on Integrated Research Consortium on Chemical Sciences໭኱ゐ፹࢔ࣛ࢖࢔ࣥࢫࣘࢽࢵࢺ
Ho��aido University Catalyst Research Alliance Unit

新放射光源触媒計測科学ユニット
Unit of Catalyst Characterization by the New
Synchrotron Radiation

キャタリストインフォマティクスユニット
Unit of Catalyst Informatics

アイシン-北大R&Dラボユニット
AISIN-HOKUDAI R&D Lab. Unit



職員
基礎研究系

令和5年4月1日現在

教授

所長 (Director)

清水研一 Ken-ichi SHIMIZU

011-706-9164 kshimizu@cat.hokudai.ac.jp(Department of Fundamental Research)

触媒理論研究部門（総合化学院担当）Catalysis Theory Research Division

長谷川淳也

教授
Jun-ya HASEGAWA
011-706-9145
hasegawa@cat.hokudai.ac.jp

准教授

飯田健二

特任助教

Kenji IIDA
011-706-9145
k-iida@cat.hokudai.ac.jp

山田早人

Hayato YAMADA
011-706-9145
h-yamada@chem.nagoya-u.ac.jp

触媒表面研究部門（ 工 学 院 担 当 ） Catalyst Surface Research Division

朝倉清髙

研究推進
支援教授

教授
Kiyotaka ASAKURA
011-706-9113
askr@cat.hokudai.ac.jp

山本貞明

Sadaaki YAMAMOTO
011-706-9113
yamamoto.0107.shonan@gmail.com

触媒構造研究部門（環境科学院担当）Catalyst Structure Research Division

髙草木達

教授
Satoru TAKAKUSAGI
011-706-9123
takakusa@cat.hokudai.ac.jp

触媒反応研究部門（環境科学院担当）Catalytic Reaction Research Division

中島清隆

菅沼学史

教授
Kiyotaka NAKAJIMA
011-706-9132
nakajima@cat.hokudai.ac.jp

准教授
Satoshi SUGANUMA
011-706-9131
suganuma@cat.hokudai.ac.jp

助教

大須賀遼太

Ryota OSUGA
011-706-9130
osuga@cat.hokudai.ac.jp

物質変換研究部門（総合化学院担当）Catalytic Transformation Research Division

福岡

淳

教授
Atsushi FUKUOKA
011-706-9140
fukuoka@cat.hokudai.ac.jp

3

シュロトリ アビジット

助教
Abhijit SHROTRI
011-706-9137
ashrotri@cat.hokudai.ac.jp

触媒材料研究部門（総合化学院担当）Catalyst Material Research Division

清水研一

古川森也

教授
Ken-ichi SHIMIZU
011-706-9164
kshimizu@cat.hokudai.ac.jp

助教

准教授
Shinya FURUKAWA
011-706-9162
furukawa@cat.hokudai.ac.jp

鳥屋尾隆

技術職員

Takashi TOYAO
011-706-9162
toyao@cat.hokudai.ac.jp

下田周平

Shuhei SHIMODA
011-706-9232
s-simoda@cat.hokudai.ac.jp

分子触媒研究部門（生命科学院担当）Molecular Catalyst Research Division

浦口大輔

准教授

教授
Daisuke URAGUCHI
011-706-9149
uraguchi@cat.hokudai.ac.jp

浅野圭佑

助教

Keisuke ASANO
011-706-9151
asano@cat.hokudai.ac.jp

趙強Qiang ZHAO
011-706-9151
qiang@cat.hokudai.ac.jp

高分子機能科学研究部門（総合化学院担当）Macromolecular Science Research Division

中野 環

准教授

教授
Tamaki NAKANO
011-706-9155
tamaki.nakano@cat.hokudai.ac.jp

坂東正佳

宋 志毅

助教
Masayoshi BANDOU
011-706-9157
masayoshi.bando@cat.hokudai.ac.jp

Zhiyi SONG
011-706-9157
songzhiyi@cat.hokudai.ac.jp

実用化推進系 (Department of Practical Applications)

研究開発部門（総合化学院担当）Research and Development Division
長谷川淳也

研究推進
支援教授

教授
Jun-ya HASEGAWA
011-706-9145
hasegawa@cat.hokudai.ac.jp

西田まゆみ

Mayumi NISHIDA
011-706-9145
hasegawa@cat.hokudai.ac.jp

研究支援技術部 Technical Division

gijyutu@cat.hokudai.ac.jp

研究支援技術部

石川勝久

技術班長
Katsuhisa ISHIKAWA
011-706-9108
katuhisa@cat.hokudai.ac.jp

山岸太平

技術主任
Taihei YAMAGISHI
011-706-9107
yamata@cat.hokudai.ac.jp

北キャンパス合同事務部

Northern Campus Area Joint Administration

事務長

長谷川貴彦

技術主任
Takahiko HASEGAWA
011-706-9108
hsgw@cat.hokudai.ac.jp

小田切和博

技術主任

Kazuhiro ODAGIRI

向井慎吾

Shingo MUKAI
011-706-9109
mukai@cat.hokudai.ac.jp011-706-9101

川村裕介

技術職員
Yusuke KAWAMURA
011-706-9109
kawa-yu@cat.hokudai.ac.jp

k-jimucho@cat.hokudai.ac.jp4

基礎研究系

触媒理論研究部門

Catalyst Theory Research Division
http://theory.cat.hokudai.ac.jp/

理論計算手法による複雑分子系の触媒原理の解明

Theoretical and Computational Approach to Catalytic Principles
長谷川淳也 教授（Jun-ya HASEGAWA）

飯田健二 准教授（Kenji IIDA）

本部門では、均一系、不均一系触媒反応における電子状態、分子構造、動力学、外部電場など多元的な複雑性に由来する触媒原理を明らかにすることを目的として研究を行っている。複雑な構造を持つ分子系を計算するための QM/MM 法、化学反応の動態を明らかにする第一原理分子動力学法、熱的な分子構造揺らぎを考慮する統計力学的解析手法などの計算手法を開発・応用し、触媒原理の解明と新規触媒の設計に取り組んでいる。また、学際統合物質科学研究機構を通した共同研究としてタンパク質間相互作用を制御する小分子に関する研究を開始した。
具体的には、(1) メタンや二酸化炭素を炭素資源に変換する触媒
原理と触媒設計(2) 力学的刺激による反応活性化のメカニズム(3) 金属クラスター触媒における高難度反応のメカ
ニズム（図１）(4) 外場下における固体酸化物担持金属クラスターの触媒反応メカニズム（図２）(5) アンモニアを用いる NOx の選択的触媒還元法
における添加物の役割(6) タンパク質間相互作用を制御する小分子等の研究課題を実施している。

Fig. 1 Indirect C-H activation mechanism of
Au/OMS-2 catalyst.
５

山田早人 特任助教（Hayato YAMADA）

To u n d e r s t a n d c o m p l e x m e c h a n i s m s i nhomogeneous and heterogeneous catalysis, we aredeveloping accurate theories for describing electronic
structures in complex molecular systems, the QM/MM
methods for large molecular systems, the firstprinciples molecular dynamics simulations for reaction
dynamics, and analytical methods based on quantum
and statistical mechanics. These methods are applied
to various catalytic reactions involving organic,transition-metal, and heterogeneous catalysts. As
a collaboration in Integrated Research Consortium
on Chemical Sciences, we initiated a project on
physiologically active small molecules which control
protein-protein interactions.
Our current research focuses on the following
topics:1. Principle and catalysis design for methane and CO2
catalytic conversion to chemical feedstocks
2. Mechanism of mechanochemical activation in
catalytic reactions
3. Reaction mechanism of activation of inert
molecules by metal cluster catalysts.
4. Catalytic reactions with supported metal clusters
under a bias field.
5. Role of additives in the NH3-SCR reactions.
6. Physiologically active small molecules which
control protein-protein interactions.

Fig. 2 Catalytic reactions at a Pt–TiO 2 interface
under a bias field.

基礎研究系

触媒表面研究部門
Catalyst Surface Research Divisionhttps://www.cat.hokudai.ac.jp/asakura/

表面をみて、考えて、つくって、あやつって
Observe, Think, Create and Manipulate Surfaces

朝倉清髙 教授（Kiyotaka ASAKURA） 山本貞明 研究推進支援教授（Sadaaki YAMAMOTO）

触媒作用を司る固体表面を原子レベルで見て、表Our missions are to develop unique surface

面の構造や電子状態を解析し、反応機構の解明を行

analysis techniques, observe the catalytically active

うとともに、触媒として興味深い表面を作って、反応を操るのが研究室のミッションです。とくに、高solid surfaces on an atomic level, reveal the reaction

エネルギー加速器研究機構や SPring-8 と連携し、放mechanisms, make the catalytically interesting

射光、陽電子、ミュオン、自由電子レーザといった

surfaces, and manipulate the surface reactions. We

加速器ベースの量子ビームを触媒に応用し表面の新studied the photoexcited short-lifetime metastable

知見を得る研究を行っています。たとえば、ポンプー
プローブ EXAFS（extended X-ray absorption finestructure of WO 3 after 100 ps and proposed thestructure）により光照射後 100ps までに生成する

unique photoexcited clusters with the electron-

単寿命の準安定状態の構造を調べました。格子歪み

hole triplet pair accompanying the lattice distortion

をともなった自由電子―ホール 3 重項クラスターを形成するというモデルを提案しました (Figure 1)。
ま た、 新 し い EXAFS の 解 析 法 で あ る Thorough(Figure 1). The thorough search is a newly built
EXAFS analysis method.

We analyzed PtRu

Search 法 を 発 展 さ せ、 粒 子 系 や 組 成 な ど の 拘 束

bimetallic nanoparticles with several constrained

条 件 を 直 接 加 え、 一 般 化 R 因 子 を 導 入 し た CTS

conditions (Particle size, composition, etc.) and（Constrained Thorough Search）法を開発しました（Figure 2）。

Figure 1 the structure of Photoexcited metastable
WO3

proposed the PtRu core shell structures (Figure 2).

Figure 2 the PtRu nanocluster determined by CTS.
6

基礎研究系

触媒構造研究部門

Catalyst Structure Research Divisionhttps://www.cat.hokudai.ac.jp/takakusagi/

反応制御のための活性表面ナノ構造をつくる，みる , 理解する

Create, Observe and Understand Active Surface Nanostructures for Precise Reaction Control
髙草木達 教授（Satoru TAKAKUSAGI）

構造の規定された単結晶表面を種々の金属や機
能 性 分 子 で 修 飾 す る こ と に よ り、well-defined な
表面ナノ構造を構築する。触媒活性評価とともに、
PTRF-XAFS や STM などの先端表面計測による原子レベル構造決定を行い、表面ナノ構造と触媒活性の相関に関する情報を取得する。こうした触媒活性点の厳密な構造 - 活性相関に関する情報をもとに、触媒材料の高性能化への指針を得る。
我々は最近、担持金属モデル触媒表面において、触媒反応中の金属活性点の価数と三次元構造を決定できる新しい XAFS 法（オペランド PTRF-XAFS 法）を開発した。本手法は金属活性点の三次元構造 - 活性相関に関する情報が得られる唯一の手法であり、触媒反応の原子レベル機構解明や今後の触媒開発に大きく貢献をすると期待される。

(a)Well-defined surface nanostructures are createdby modifying single-crystal surfaces with various
metals and functional molecules, and their catalytic
properties are evaluated. The origins of them are
elucidated by atomic-level structure determination of
the nanostructures using advanced surface analysis
techniques such as PTRF-XAFS and STM. A guide to
design a high-performance catalyst can be obtained
based on information about such precise structureactivity relationships.
Recently we have developed a novel operando
XAFS technique which is called the operando PTRFXAFS (Figure1). It can provide information on valence
state (XANES) and 3-dimensional structure (EXAFS)of active metal species dispersed on a well-defined
single-crystal surface during catalytic reactions.
This technique will make a significant contribution
to atomic-level understanding of heterogeneous
catalysis and further development of active supported
metal catalysts since an accurate 3D structure-activity
relationship can be obtained.

(b)

Figure 1 (a) Operando PTRF-XAFS technique. (b) 3D structure-activity relationship in CO oxidation reaction
on Pt/Al2O3(0001).

7

基礎研究系

触媒反応研究部門

Catalyst Reaction Research Divisionhttps://www.cat.hokudai.ac.jp/nakajima/

再生可能炭素資源の利活用に資する固体触媒技術を開発

Heterogeneous catalysis for smart utilization of renewable carbon resources to develop sustainable society
中島清隆 教授（Kiyotaka NAKAJIMA）

菅沼学史 准教授（Satoshi SUGANUMA）

本部門では、化石資源に依存しない持続可能な社会を構築するため、再生可能な炭素資源として注目されている非可食バイオマスから基幹化学品を誘導するための固体触媒技術を開発する。例えば、草本
系バイオマスを構成する糖類から多様なバイオマス
プラスチックの原料分子を誘導するための触媒材料
および触媒反応をデザインしている（Fig. 1）。具体
的には、固体触媒の精密設計と基質の反応性制御による副反応抑制技術を大きな柱とし、環境低負荷と高い生産性を両立した固体触媒反応を開拓する。最先端の分光分析や理論計算により固体表面での反応
ダイナミクスを分子レベルで理解し（Fig. 2）、新しい固体触媒科学の学理構築に取り組む。

Fig.1 Catalytic routes from biomass-derived
hydrocarbons to building blocks for biomass-based
functional polymers

大須賀遼太 助教（Ryota OSUGA）

Building a sustainable society requires to postulatea different paradigm using renewable carbon
resources such as non-edible biomass and CO2 to
produce fuels and platform chemicals. Main tasks ofthis division are to design catalytic reactions using
new heterogeneous catalysts and lignocellulosederived hydrocarbons, in which scalable productionof platform chemicals can be accomplished withminimizing environmental loads as well as energy
consumption in work-up processes. Examples
include the conversion of biomass-derived glucose
to a variety of building blocks that can be used forthe synthesis of biomass-based highly functional
plastics. The concept for the design of catalytic
reactions is based on 1) the fabrication of catalytically
active sites on solid surfaces at the molecular leveland 2) protecting strategies controlling reactivity ofoxygenated functional groups in the substates, thus
suppressing by-product formation. We deeply interpret
structure-activity relationship of the target reactions at
the molecular level through advanced spectroscopic
techniques that reveal the structure of catalytically
active sites and theoretical calculations that predict
catalytic reaction dynamics on solid surfaces.

Fig. 2 Advanced spectroscopic techniques
combined with theoretical calculations to reveal
reaction dynamics on the surface of heterogeneous
catalyst
8

基礎研究系

物質変換研究部門

Catalytic Transformation Research Division
http://www.cat.hokudai.ac.jp/fukuoka/

精密設計した固体触媒による SDGs の達成

Achievement of SDGs by designed heterogeneous catalyst
福岡淳 教授（Atsushi FUKUOKA）

シュロトリ アビジット 助教（Abhijit SHROTRI）

本部門では、精密設計した固体触媒により SDGs

Our research goal is to achieve SDGs by designedの達成に貢献することを目的としている。まず、再heterogeneous solid catalysts. We study conversion

生可能な木質・海洋バイオマスを有用化学品に変換

of renewable biomass to valuable chemicals. Forする研究を行っている。例えば、空気酸化により弱酸点をもつ炭素触媒を用いて木質バイオマスを加水分解すると、グルコース・キシロース・オリゴ糖が収率よく得られる。キチンを加水分解して N- アセチ
ルグルコサミンやオリゴ糖に合成する触媒も見いだ
している（Fig. 1）。
次に、食品ロスに低減に役立つ触媒の開発を行っている。シリカ担持白金触媒は、低温でエチレンを
CO2 に完全酸化し除去できる（Fig. 2）。この触媒はプラチナ触媒と呼ばれ、エチレンによる青果物の熟成を抑制することから、冷蔵庫や野菜貯蔵庫用の触媒として実用化されている。現在、触媒中の白金量の低減と貯蔵・輸送分野への応用を進めている。
さらに、CO2 から CO やメタノールへの選択還元を可能とする触媒の開発を行っている。

Fig. 1 Selective synthesis of oligosaccharides
by mechanochemical hydrolysis of chitin over acarbon-based catalyst
9example, air oxidation of woody biomass provides acarbon catalyst having weak acid sites that hydrolyzes
the woody biomass to soluble sugars. Chitin is alsohydrolyzed to N-acetylglucosamine and oligomers(Fig. 1).
Our interest also includes catalysts for reductionof food waste. We reported high activity of Pt/silica(platinum catalyst) in low temperature oxidationof ethylene (Fig. 2). This catalyst has been usedin refrigerators and storage facilities to preserve
vegetables and fruits. We are studying reduction of Pt
content in the catalyst and application in storage andtransportation sectors.
Moreover, we are studying catalysts for selective
reduction of CO2 to CO or methanol.

Fig. 2 Low-temperature oxidation of ethylene overPt/silica (Platinum catalyst).

基礎研究系

触媒材料研究部門

Catalyst Material Research Division
http://www.cat.hokudai.ac.jp/shimizu/

理想的な化学変換・自動車排ガス浄化を目指した多機能性触媒の設計
Design of Multifunctional Catalysis for Ideal Synthesis and Automotive Pollution Control
清水研一 教授（Ken-ichi SHIMIZU）

古川森也 准教授（Shinya FURUKAWA）

鳥屋尾隆 助教（Takashi TOYAO）

炭化水素・二酸化炭素の変換、環境浄化用固体触We study heterogeneous catalysts for媒の開発に取り組んでいる。種々の in situ 分光法

transformations of hydrocarbons and CO 2 andを駆使した触媒構造・反応機構研究を通じて触媒構
造－機能－性能の相関関係を明確化し、触媒設計に
フィードバックする。これまでの研究から、機能の異なる複数の金属種同士または金属種と酸化物種を近接させた界面の設計が高機能触媒開発の鍵となることを明らかにしており、本設計指針に基づき革新的機能を有する新規固体触媒を創出する。実験で得られる知見に加えて、計算科学やデータ科学を活用

environmental catalysis. Mechanistic and structural
studies by various in situ spectroscopic methods
establish the structure-activity relationship, which
provides fundamental aspects for catalyst design.
We have found that creation of multifunctional active
sites at Metal-Metal or metal-support interfaces isa key factor for design of novel catalysts. We utilize
computational and data science in addition to theaforementioned experimental findings to contribute

した研究も展開し、現在の世界的な課題である環境

to improvement in global energy and environmental

問題やエネルギー問題解決への貢献を目指す。

situation by developing heterogeneous catalysts with
innovative functions.

10

基礎研究系

分子触媒研究部門

Molecular Catalyst Research Divisionhttps://www.cat.hokudai.ac.jp/uraguchi/

分子性の触媒を生み出し化学反応を操るControlling Chemical Reactions by Means of Original Molecular Catalysts
浦口大輔 教授（Daisuke URAGUCHI）

浅野圭佑 准教授（Keisuke ASANO）

趙 強 助教（Qiang ZHAO）

私たちの生活は、医農薬品・食品添加物・繊維・

Our daily lives are supported by organic molecules

プラスチック・有機電子材料といった、機能を持つ

having different properties, such as pharmaceuticals,

様々な有機分子に支えられている。望みの性質をそなえた有機分子を効率的に供給するためには、分子と分子をつなぐ化学反応を理解し操る必要がある。

agrochemicals, food additives, fibers, plastics,
and organic electronic materials. In order toefficiently provide organic molecules having such
desirable functional properties, it is necessary to

我々は、これまで世の中に無かった分子を生み出し、

comprehensively understand and freely manipulate

その構造に内在する触媒としての力を引き出すこと

chemical reactions. For achieving these challenges,

で、化学反応に関わる活性種（アニオン・ラジカル・カチオン）の自在制御に挑戦する。また、その過程で明らかになる分子の振る舞いを実験・理論の両面

we are trying to control active species (anions,radicals, and cations) by creating novel moleculesand eliciting their potential catalytic power whichis inherent in the structures. In addition, we aim toから理解することで、新たな触媒的分子変換を創出

develop new catalytic molecular transformationsする。さらに、開発した触媒システムを武器として、

based on the experimental and theoretical

タンパクや糖のような生体を構成する有機分子の動
きや働きの解明を目指し、狙った環境下で特定の生体分子のみを選択的に変換・修飾できる技術の開発に挑む。

understanding of the behaviors of molecules.
Moreover, we exploit the developed catalytic systems
for chemical identification of the dynamic behaviors
and functions of biologically-relevant organic
molecules including proteins and glycan throughselective modification of specific biomolecules at an
intended area in vivo.

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基礎研究系

高分子機能科学研究部門
Macromolecular Science Research Division
http://polymer.cat.hokudai.ac.jp/

高分子・超分子の精密構造制御による機能性材料の開発

Structural Control of Polymers and Supramolecules Leading to Advanced Materials
中野環 教授（Tamaki NAKANO）

宋志毅 准教授（Zhiyi SONG）

坂東正佳 助教（Masayoshi BANDO）

当部門では機能性材料としての応用を目指して構造制御された高分子および超分子を合成している。
キラリティー（不斉、非対称）をキーワードとする重合反応研究を通じて、らせん構造、π - スタック型
構造、ハイパーブランチ型構造、架橋構造などの高分子の高次構造を制御する。制御構造を有する高分子を用い、触媒、発光、光電子物性、分離、薬理活
性等の高度な機能の発現に挑戦する。
制御構造の一例として、高分子鎖のコンホメーショ
ン制御を研究しており、優れた光・電子物性を発現するπ - スタック型構造をビニルポリマーに対して初めて制御し（図１上）、加えて、高分子の重要な構造である「らせん」の制御を従来の合成化学的手法とは全く異なる、円偏光を用いた手法により実現した（図１下）。さらに、「らせん」「π - スタック」等の研究が高分子鎖全体に対して均一に制御構造を目指すものであるのに対し、タンパク質のようにより複雑な高次構造を人工高分子により実現することを目的として、人工高分子の折りたたみ構造形成について研究している。その一環として、共役高分子の一種であるポリフルオレンビニレンが非対称な折りたたみ構造を形成し、この構造に基づいて円偏光発光を示すことを見出した（図２）。

Fig. 1. Poly(dibenzofulvene), the first π-stacked
vinyl polymer [top] and helix induction to polymer
chain by circularly polarized light (CPL) [bottom].

Our research activities encompass the synthesis
and characterization of polymers having controlled
structures. On the basis of the design concept of“macromolecular chirality”, we conduct synthetic
re se a rch w o rk ta rg e ti n g h e l i x,
π -sta ck ed
conformation, hyperbranch architecture, andcross-linked network well as structural regulationof supramolecules. With such ordered structuresin hand, we aim at creating advanced functional
materials showing catalytic activities, photo emission,
photo-electronic functions, non-linear opticalproperties, separation functions, and pharmaceuticalactivities.
A focus of our research is conformational regulationof macromolecules, through which π -stacked
conformation leading to valuable photo electronic
properties was constructed and elucidated forpoly(dibenzofulvene) and its analogues (Fig. 1 top),
and, in addition, single-handed helix, one of the mostfundamental structural motifs of macromolecules,
was successfully controlled using circularly polarized
light (CPL) as the chirality source without using any
chiral chemicals (Fig. 2 bottom). Further, while thework about π -stacked and helical conformations
aims at ‘uniform structure’ controlled over theentire chain, we initiated studies on ‘non-uniform
chain folding’ of synthetic polymer chain with anultimate goal to control complex folding structure ofsynthetic polymers that have been well known forproteins. In this context, we found that an optically
active poly(fluorenevinylene) derivative undergoes
anisotropic, non-uniform chain folding creating a
structure composed of stretched segments connectedby ‘turn’ moieties and that the folded structure leads
to CPL emission with high efficiency (Fig. 2).

Fig. 2. Non-uniform self-folding ofpoly(fluorenevinylene) derivative.
12研究開発部門

研究開発部門Research and Development Division
http://www.cat.hokudai.ac.jp/technological.html

産学官連携強化Reinforcing the Collaboration of Government, Industry, and Academia
長谷川淳也 教授（兼任，Jun-ya HASEGAWA）

西田まゆみ 研究推進支援教授（Mayumi NISHIDA）

佐藤一彦（Kazuhiko SATO）吉田勝（Masaru YOSHIDA） 富永健一（Ken-ichi TOMINAGA）
浅川真澄（Masumi ASAKAWA） 隅田敏雄（Toshio SUMIDA） 畑中雅隆（Masataka HATANAKA）
研究開発部門は産学官連携強化を掲げて 2014 年
4 月に設置され、活動を開始しました。2015 年 4 月には、北海道大学と国立研究法人産業技術総合研究所との間にクロスアポイントメント制度が導入されました。研究開発部門のメンバーが産総研・触媒化
学融合研究センター（IRC3）にフェローとして勤務しています。同部門では、大学や研究所における基礎研究シーズを企業において実用化するための、あるいは企業における技術ニーズを大学等でシーズ化するためのプラットフームとしての役割を担います。
また、広義の産学連携活動として、キャタリストイ
ンフォマティクスなど新興領域の研究促進活動、産官における研究開発の最前線に関する大学院教育を行います。

The Research and Development Division was
initiated in April 2015 for reinforcing industryacademia-government collaborations. In April 2015,a cross-appointment system was introduced between
Hokkaido University and the National Institute ofAdvanced Industrial Science and Technology (AIST),
and a member of the division is affiliated as a research
fellow in the Interdisciplinary Research Center for
Catalytic Chemistry (IRC3) at AIST. This division serve
as a platform for industry-university-government
collaboration such as transferring seeds of basic
research from universities and research institutes toindustries for practical applications. The division alsotransfers technological needs at industries as seedsof fundamental research at universities. Other roles ofthe division is to disseminate information of emerging
areas such as catalysis informatics by organizing
symposia. As a contribution to graduate school
education, the division provides lectures that bring
forefront information from industries and national
institutes.

産学官連携で研究と教育を推進する研究開発部門
13

触媒研究基盤開発クラスター
Research Cluster for Sustainable Catalyst

http://www.cat.hokudai.ac.jp/sustainable.html

触媒科学における研究拠点機能の先験的整備
Developing Fundamental Resources for Catalysis Research
Cluster Leader: 長 谷 川 淳 也 （Jun-ya HASEGAWA）
Member: 朝倉清髙 （Kiyotaka ASAKURA, ICAT, Hokkaido Univ.）

ターゲット研究部

中島清隆 （Kiyotaka NAKAJIMA, ICAT, Hokkaido Univ.）
清水研一（Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）

髙草木達 （ Satoru TAKAKUSAGI, ICAT, Hokkaido Univ.）
福岡淳 （Atsushi FUKUOKA, ICAT, Hokkaido Univ.）
浦口大輔 （Daisuke URAGUCHI, ICAT, Hokkaido Univ.）

中野環 （Tamaki NAKANO, ICAT, Hokkaido Univ.）

触媒科学技術の先端研究を推進・支援するためのThis cluster is aiming at promoting advanced

共通基盤を先験的に整備すること、研究者コミュニ

catalysis research. Our projects are to develop andティーとの研究協力体制を提案・構築すること、触maintain both hard and soft infrastructures in the

媒科学における新学際領域を戦略的に開拓すること

institute, to promote and enhance the collaborationsを目的とした事業を行う。

and cooperation in the community of catalysis science

サステナブル触媒事業：

持続可能な社会に向けた技術革新を可能とする触媒科学技術の研究を推進・支援する。
触媒高度実践研修プログラム事業：

統合的触媒研究体制のもと、研究者の人材育成、触媒開発支援をする。
触媒データベース事業：

触媒データベースの構築を継続し、複雑に進化する触媒科学技術を体系化すると共に、新学際領域としてキャタリスト・インフォマティクスの発展を企図する。

and engineering, and to develop the forefront of
the interdisciplinary area related to catalysis. (1)Sustainable catalysis research project is to promoteand support advanced catalysis researches as well as
to introduce transcendental approaches in catalysis.
(2) Training and education program is to contributein developing human resources and in outreachactivities to the society. (3) Database project is toaccumulate experimental and XAFS information of
catalytic systems and to develop catalysis informatics.

Fig. 1. Top page of the web site of the catalyst database14機能性合金触媒研究クラスター

Research Cluster for Functional Alloy Catalysts
http://www.cat.hokudai.ac.jp/shimizu/

ユニークな合金材料を用いた次世代型触媒の設計と開発

Design and Devising of Next-Generation Catalysts Using Unique Alloys
Cluster Leader: 古 川 森 也 （Shinya FURUKAWA）
Member: 朝倉清髙 （Kiyotaka ASAKURA, ICAT, Hokkaido Univ.）

ターゲット研究部

長谷川淳也 （Jun-ya HASEGAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）
Ning YAN（National Univ. of Singapore.）

合金の触媒材料としての有用性は幅広く認知されAlloys have been recognized as effectiveている一方、その触媒設計における方法論および理

catalyst materials. However, the general methodology

論体系についてはいまだ確立されていないのが現状である。優れた合金触媒を開発するためには、各種

and theory for catalyst design remain under debate
and construction. To develop efficient alloy catalysts
and establish the corresponding chemistry, it is

金属の性質を把握したうえで合金の表面構造や電子

important to understand the surface structures and状態を原子レベルで理解することが重要である。本

electronic states of the alloys in an atomic level. For

研究クラスターでは、合金の触媒材料としての本質的な理解とそれに基づく高性能触媒の開発を進める

this purpose, we study the following themes from theviewpoints of catalytic chemistry, metallurgy, surface
science, and theoretical chemistry:

目的で、（1）「規則性合金の特異的表面構造を利用し(1) Achieving stereo and regioselective molecular

た高難度分子変換系の開拓」、（2）「表面修飾型金属

transformations using specific atomic arrangements

間化合物の創成」、（3）「より高度な触媒設計を指向した金属間化合物―固溶体ハイブリッドアロイの調

of ordered alloys.
(2) Development of surface-modified intermetallics for
efficient molecular conversion.

製と触媒反応への適用」について、触媒科学、金属学、(3) Synthesis and application of “intermetallic-sloid

表面科学、計算科学の視点から、多角的に研究を行う。

solution hybrid alloys” for well-controllable catalyst

Fig. 1. Hydrogen-mediated stereoselective alkene
isomerization using specific surface atomic
arrangement of RhSb ordered alloys.
15

亀岡聡 （Satoshi KAMEOKA, IMRAM, Tohoku Univ.）
小河脩平 （Shuhei OGO, Kochi Univ.）

design.

Fig. 2. Regio- and chemoselective hydrogenation ofdiene to monoene governed by RhBi ordered alloy.
Combination of one-dimensional Rh arrays andsteric hindrance of Bi inhibits adsorption of inner
C=C moiety.

遷移金属誘起高分子合成 / 変換研究クラスター
Research Cluster of Transition-metals-induced Synthesis and Transformation of Polymer
http://polymer.cat.hokudai.ac.jp/

機能性ナノカーボン物質の新規な調製法として、制御構造を有する
高分子を前駆体として利用する有機化学的な新手法を開発する
Developing new synthetic methodologies of various polymers for the construction of novel carbon
materials
Cluster Leader: 宋 志 毅 （Zhiyi SONG）

李志平 （Zhiping LI, Renmin Univ. of China）

ターゲット研究部

Member: 小笠原正道 （Masamichi OGASAWARA, Tokushima Univ.）

王從洋（University of Chinese Academy of Science）

本クラスターは主鎖共役型高分子の合成研究を基In this cluster, conjugated polymers were applied

軸として、グラフェンナノリボン材料を含む新規機

to develop new type of graphene nanoribbons

能性ナノカーボン物質の開発を行う。グラフェン、
フラーレン、カーボンナノチューブ等の精密制御構造を有するナノカーボンは多岐に渡る産業分野に革新的な影響を与え得る物質である。これらの多くがmaterials. π-Conjugated polymers have been
exclusively investigated due to the promising
application potentials as electronic materials. In thiswork, conjugated polymers were applied to constructgraphene nanoribbons. The topology, width and edge

CCVD 等に調製されるのに対し、本クラスターでは、

periphery of the graphene nanoribbon products are

ナノカーボン物質の新規な調製法として、制御構造

defined by the structure of the precursor monomers.

を有する高分子を前駆体として利用する有機化学的

On the other hand, the ribbon length can be controlled

な新手法を開発する。さらに、新機能を有する物質

by living polymerization methods.

を開発する。

16

ナノ界面反応場研究クラスター

Research Cluster for Nano-Interface Reaction Field
http://theory.cat.hokudai.ac.jp/

理論計算手法の開発と界面プロセスの解析

Development of theoretical and computational method and its application to chemical processes at interfaces
Cluster Leader: 飯 田 健 二 （Kenji IIDA）
Member: 古川森也 （Shinya FURUKAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）

ターゲット研究部

矢花一浩 （Kazuhiro YABANA, Tsukuba Univ.）
根岸雄一 （Yuichi NEGISHI, Tokyo Univ. of Sci.）

東雅大 （Masahiro HIGASHI, Kyoto Univ.）
寺西利治 （Toshiharu TERANISHI, Kyoto Univ.）
八井崇 （Takashi YATSUI, Toyohashi Univ. Tech.）Andriy Kovalenko （(University of Alberta, Canada）

本研究クラスターでは、担持ナノ粒子や固液界面

Our research purpose is understanding andの外場応答を利用する触媒反応の機構を解明して理

designing catalytic reactions near solid/liquid and論的に設計するために研究を行っている。統計力学
や量子力学に立脚した方法論を組み合わせることで、光や電圧に対する界面の応答を記述する理論計算手法を開発する。その手法を用いて、ミクロな化学結合とマクロな界面構造の両者で触媒能を制御するための理論的指針を探求する。具体的には、以下の研究課題を実施している。
(a) 新奇プラズモニック合金ナノ粒子の光電子物性制
御と光触媒への応用(b) 金属ナノ粒子を金属酸化物に担持した不均一系を用いた光触媒反応の解明(c) 化学反応における光や電圧の役割に対する理解の深化

substrate/nanoparticle interfaces under external
fields. By combining theoretical frameworks ofquantum and statistical mechanics, we develop atheoretical method which can be applied to interface
systems under light and electrode bias. The method isused to formulate theoretical guidelines for controlling
catalytic activity by microscopic chemical bonds andmacroscopic interface shapes. Our present study
focuses on the following topics:(a) Controlling optoelectronic properties of plasmonicnanoalloys for designing photocatalysts.
(b) Elucidating photocatalytic reactions with metal
nanoparticles supported on a metal-oxide.
(c) To understand the role of light and electrode bias
in chemical reactions.
(d) Development of a theoretical method to elucidate(d) 電極触媒反応を扱う理論計算手法の開発とその応

electrode catalytic reactions.

用

Fig. 1
17

Catalytic reactions near a solid/liquid interface under an external field

生体分子標識触媒研究クラスター
Research Cluster for Catalytic Labeling of Biomolecules
https://www.cat.hokudai.ac.jp/uraguchi/

分子触媒の機能で生体分子の動きを観察する
Molecular catalysts to observe dynamic behaviors of biomolecules
Cluster Leader: 浅 野 圭 佑 （Keisuke ASANO）
Member: 生長幸之助 （Kounosuke OISAKI, AIST.）

生体分子の動的挙動を観察することは生命現象の理解につながる。このためタンパク質や糖鎖、またそれらが相互作用する分子を検出する化学的手法が必要である。しかし、特異的標識反応ツールは選択肢がまだ限られており、検出精度、生体侵襲性などの観点でも課題がある。本研究クラスターでは、生体分子挙動を高精度かつ低生体侵襲的に標識するための新たな反応ツールになる分子触媒系を開発する。
また、蛍光プローブによる可視化解析技術や生体分子の化学合成・修飾技術を融合して、生体分子の動的挙動を多角的に追跡し、生命機能の理解につなげる。有機触媒、光触媒、反応剤などの化学反応ツールの開発を基盤に、細胞系を対象とした生体適合化学に利用できる触媒反応技術を創出する。

ターゲット研究部

堀雄一郎 （Yuichiro HORI, Kyushu Univ.）
山中正浩（Masahiro Yamanaka, Rikkyo Univ.）

真鍋良幸 （Yoshiyuki MANABE, Osaka Univ.）
上田善弘 （Yoshihiro Ueda, AIST）

It is of significance for clarifying vital phenomena
to observe dynamic behaviors of biomolecules, andchemical methodologies are necessary to detect
proteins, sugar chains, and molecules interacting withthem. However, reaction tools for specific labelingare limited and remain problems from viewpoints ofaccuracy and invasiveness. This research cluster
aims for the development of molecular catalyst
systems as alternative reaction tools to solve theabove-mentioned problems. In addition, collaboration
with techniques of fluorescent probes and chemical
synthesis/modification of biomolecules enables
multidirectional analysis of dynamic behaviors of
biomolecules, thereby leading to the understandingo f v i t a l f u n c t i o n s . We a r e t r y i n g t o d e v e l o pchemical reaction tools including organocatalysts,
photocatalysts, reagents, etc. to create catalytic
reaction techniques useful for biocompatible chemistryin cell systems.

18

データ駆動型触媒研究クラスター

Research Cluster of Data-Driven Catalyst Developments
https://www.cat.hokudai.ac.jp/shimizu/

人工知能技術を活用し、革新的な固体触媒を創出する

Create novel heterogeneous catalysts using artificial intelligence technique
Cluster Leader: 鳥 屋 尾 隆 （Takashi TOYAO）
Member: 浦川篤 （Atsushi URAKAWA, TU Delft）

石川理史（Satoshi ISHIKAWA, Kanagawa Univ.）

ターゲット研究部

触媒をはじめとする材料科学研究は未だ「絨毯爆The discovery and development of catalysts

撃的なスクリーニング」から脱却できていない。研and catalytic processes are essential components

究者はこれまで、大量の実験データ・文献知・経験

to sustainable future. Recent revolutions made in

知を統合して、予測・仮説の形成を行ってきたが、年々増え続ける膨大なデータ・知見を咀嚼し、目的に対して適切な仮説を提供できる人材は皆無である。人data science could have a great impact on traditional
catalysis research in both industry and academia

知に基づく研究は限界を迎えており、データ科学のand could accelerate the development of catalysts.

先進技術を導入して材料科学研究の在り方を刷新す

Machine learning (ML), a subfield of data science,

ることが求められている。

can play a central role in this paradigm shift away

本クラスター研究では、実験・理論・データ科学

from the use of traditional approaches. We willを融合した新しい触媒研究の方法論を確立すること

seamlessly integrate experiment, theory and dataを目指す。本研究により集積された実験データ、計算科学による知見を統合して対象とする触媒反応・分野の理論を体系化する。また、開発した新規触媒

science to realize catalysts development and to
guide future studies aimed at applications that impact

を単なる 1 成功例に終わらせることなく、その高性

society’s need for sustainable methods to produce

能要因を抽出し一般化することで、さらなる高活性

energy, materials and chemicals.

触媒開発の礎とする。

19

Davide FERRI （Paul Scherrer Institute）
豊島遼 （Atsushi FUKUOKA, ICAT, Hokkaido Univ.）

附属触媒連携研究センター C atalysis C ollabor ative R esear ch C enter
触媒化学研究センター時代に創設されたコーポレートユニットは、触媒科学研究所への改組時に附属触媒連携
研究センターとして拡大して再設置され、六つのユニットとして再スタートをきりました。たえず変化する社会的要請に対応するために、柔軟かつ戦略的に研究所外部との連携活動を行っています。

フリッツ・ハーバー研究所ユニット
Unit of Fritz-Haber-Institute

Unit Leader: 長谷川淳也 （Jun-ya HASEGAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）朝倉清髙（Kiyotaka ASAKURA, ICAT, Hokkaido Univ.）
Member:Matthias SCHEFFLER（Fritz-Haber-Institute, Germany）

Hans-Joackim FREUND（Fritz-Haber-Institute, Germany）
熊谷崇（Takashi KUMAGAI, NIMS）

統合物質創製化学研究推進ユニット

Unit on Integrated Research Consortium on Chemical Sciences
Unit Leader: 中野環 （Tamaki NAKANO, ICAT, Hokkaido Univ.）朝倉清髙（Kiyotaka ASAKURA, ICAT, Hokkaido Univ.）
Member:長谷川淳也 （Jun-ya HASEGAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）
中島清隆 （Kiyotaka NAKAJIMA, ICAT, Hokkaido Univ.）

福岡淳 （Atsushi FUKUOKA, ICAT, Hokkaido Univ.）
清水研一（Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）
浦口大輔（Daisuke URAGUCHI, ICAT, Hokkaido Univ.）

北大触媒アライアンスユニット
HU Alliance for Catalysis Research

Unit Leader: 長谷川淳也 （Jun-ya HASEGAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）
森春英（Haruhide MORI, Hokkaido Univ.）
Member:
幅崎浩樹 （Hiroki HABAZAKI, Hokkaido Univ.）
坂口紀史（Norihito SAKAGUCHI, Hokkaido Univ.）
小西克明（Katsuaki KONISHI, Hokkaido Univ.）

武次徹也 （Tetsuya TAKETSUGU, Hokkaido Univ.）
向井紳 （Shin MUKAIA, Hokkaido Univ.）
神谷裕一（Yuichi KAMIYA, Hokkaido Univ.）

附属触媒連携研究センター

新放射光源触媒計測科学ユニット

Unit of Catalyst Characterization by the New Synchrotron Radiation
Unit Leader: 朝倉清髙（Kiyotaka ASAKURA, ICAT, Hokkaido Univ.）
清水研一（Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）
Member:中島清隆 （Kiyotaka NAKAJIMA, ICAT, Hokkaido Univ.）
古川森也（Shinya FURUKAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）
Abhijit SHROTRI （ICAT, Hokkaido Univ.）
西堀麻衣子（Muramatsu Atsushi, Tohoku Univ.)

福岡淳 （Atsushi FUKUOKA, ICAT, Hokkaido Univ.）
髙草木達 （Satoru TAKAKUSAGI, ICAT, Hokkaido Univ.）
鳥屋尾隆（Takashi TOYAO, ICAT, Hokkaido Univ.）
松村淳司（Atsushi MURAMATSU, Tohoku Univ.)髙橋幸生（Yukio TAKAHASHI, Tohoku Univ.

キャタリストインフォマティクスユニット
Unit of Catalyst Informatics

Unit Leader: 長谷川淳也 （Jun-ya HASEGAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）
清水研一（Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）
Member:
鳥屋尾隆 （Takashi TOYAO, ICAT, Hokkaido Univ.）
髙橋啓介（Keisuke TAKAHASHI, Hokkaido Univ.）

髙草木達 （Satoru TAKAKUSAGI, ICAT, Hokkaido Univ.）
矢田陽 （Akira YADA, AIST）
瀧川一学（Ichigaku TAKIGAWA, Kyoto Univ.）

アイシン-北大R＆Dラボユニット
AISIN-HOKUDAI R＆D Lab. Unit

Unit Leader: 福岡淳 （Atsushi FUKUOKA, ICAT, Hokkaido Univ.）
清水研一（Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）
Member:
鳥屋尾隆 （Takashi TOYAO, ICAT, Hokkaido Univ.）
貴島祐治（Yuji KISHIMA, Hokkaido Univ.）
高野一史（Kazufumi KOHNO, AISIN）

中島清隆 （Kiyotaka NAKAJIMA, ICAT, Hokkaido Univ.）
Abhijit SHROTRI （ICAT, Hokkaido Univ.）田島健次（Kenji TAJIMA, Hokkaido Univ.）
榎原真二（Shinji EBARA, IMRA Japan）

20

研究支援技術部

Technical Divisionhttps://www.cat.hokudai.ac.jp/sustainable.html

基礎から最新研究まで幅広く技術支援Technical Support in Response to Various Special Needs of Scientists
研究支援技術部では、研究者からの規格外の特殊な要望に迅速に対応し、ガラス・金属製の実験器具・装置の開発・製作・改良、本研究所機器・設備・ネッ

The Technical Division is composed of Research
Equipment Development Teams Ⅰ and Ⅱ and the
Research Equipment Management Team.
R e s e a r c h E q u i p m e n t D e v e l o p m e n t Te a m

トワーク管理などの多岐にわたる技術補助を行い、Ⅰ manufactures glassware commonly used in

本研究所の高度な研究を支えている。

chemical experiments as well as special glasswarethat is not commercially available, such as special

研究者の要望を細かく聞き取り、検討し、研究者の要望する精度の高い実験器具・装置を作り、提供することで研究に必要な技術支援を行っている。
第一研究機器開発班：数百種類以上の装置・器具の開発・製作経験を活かした精度・実用度の高いガラス加工を行っている。

spectrochemical cells.
Research Equipment Development TeamⅡ is incharge of metals, polymers/plastics, and ceramics
processing. For example, special home-madevacuum components and electrochemical cells are
manufactured and processed using automated/manually controlled machine tools.
The Research Equipment Management Team is

第二研究機器開発班：金属・樹脂・セラミックスの加工を行っており、主に真空部品・光学部品・電responsible for maintaining common-use equipment,such as NMR.
Our mission is to contribute to research at ICAT

気化学セル等を製作している。汎用の工作機械を用

through technical support. We aim to make user-

いた加工から、自動プログラムを用いた NC 加工まfriendly, highly efficient equipment as requested,

でさまざまな機械工作を行っている。

researchers from the early stages of development.

研究機器管理班：本研究所の核磁気共鳴装置の機器管理、ネットワーク管理を行っている。

研究支援技術部

3D プリンタ製作物（左：製作物
21

through active discussion and consultation with the

右：既存品）

Although we have many years of experience inglassblowing and metal processing, we make every
effort to acquire new skills.

蒸着マスク

触媒科学計測共同研究拠点事業 共同利用・共同研究のご案内
Joint Usage/Research Center Project for Collaboration with ICAT

令和 4 年度より、大阪公立大学・人工光合成研究センター、

ICAT holds Network-type Joint Usage/Research Center

産総研・触媒化学融合研究センターと共に、連携ネットワー

for Catalysis (JURCC), under the cooperation with Research

ク型共同利用・共同研究拠点、触媒科学計測共同研究拠点事

Center for Artificial Photosynthesis, Osaka Metropolitan業を実施します。東北大学・国際放射光イノベーション・ス

University and Interdisciplinary Re-search Center for

マート研究センターが学術協力機関として参画します。詳細

Catalytic Chemistry, National Institute of Advanced Industrial

は、本拠点ホームページをご覧下さい。

Science and Technology. Please visit the web site of JURCC
for more details.

１ 公募共同利用・共同研究について
本拠点外の研究者が研究代表者となり、本拠点の研究者を分担者として共同研究を実施します。本拠点への旅

1. Collaboration programs
Collaborations with researchers in JURCC are welcome

費や研究費の一部をサポートします。

from researchers in universities and institutes. A part of(a) 提案型：自由な発想に基づいた萌芽的、発案的、試験

research expenses will be supported by the programs.

的、準備的な研究課題を年 2 回公募します。

(a)Proposal-based project: Biannual applications for(b) 発展型：本拠点との共同研究成果、あるいは独自に進

research projects of freewheeling thinking.

めた研究成果を発展させるための研究課題を年 1 回公募(b)Extending project: Annual application to extend the

します。

collaboration with JURCC.

(c)Fostering-Young-ResearcherS(FYRES) 型（40 歳 未(c)Fostering-Young-ResearcherS (FYRES) project (Under 40満）：共同研究を通して秀でた共同研究成果を一層発展さ

years old): Annual application for research projects to extend

せるための研究課題を年 1 回公募します。

excellent collaborations.

(d) オンデマンド型：本拠点の研究者あるいは技術職員の(d)On-demand project: On-demand applications for

知識や技術の提供要請などに基づく共同研究の公募を随

collaboration based on knowledges and technical support

時行います。

(e)Guest researcher program: Continuation of strategic(e) 拠点客員研究員：本拠点の研究者と継続的・組織的にcollaboration

協力して、共同研究を進める意欲的な研究者を若干名募(f)Advanced Training Program: JURCC provides an

集いたします。

opportunity for practical education to the researchers who(f) 高等実践研修プログラム：課題意識をもった研究者に

have strong motivations to learn catalysis.

対して実践的教育の場を提供することを目的として実施
しております。本拠点の研究者を指導者として本拠点内
施設、設備等を利用し研修を受けることができます。
２ 各種研究会等の開催および関連する公募について(a) 国際シンポジウム：諸外国の研究者を招聘して、触媒

2. Symposia and related programs(a)International Symposium: Specific themes in catalytic
chemistry inviting distinguished researchers from overseas
countries. Once/twice in a year.
(b)International Symposium Abroad for disseminating

化学の特定テーマについてシンポジウムを開催します。

Japanese achievements: Annual symposium will be held at(b) 情報発信型国際シンポジウム：日本が誇る先駆的研

well-known institutes in overseas countries to take the co-

究成果を日本の研究機関の主導で海外において情報発

initiative in catalysis community by directly disseminating the

信するというコンセプトのもとで企画・運営されていま

significant Japanese research progresses. Application forす。若手研究者を対象に招待講演枠を公募し、Azuma

invited lectures (Azuma lectureship award) is open to young

lectureship award を贈呈し、渡航費の一部を補助して

researchers.

います。

(c)Support for Catalysis Meetings: Partial subsidies to invite(c) 拠点研究集会支援：本拠点において研究成果などを発lecturers who present their research results.

表する研究者を対象に、招へいのための費用の一部を補
助します。

22

国際交流 International Collaborations
本研究所では、諸外国との国際交流の一環として部局間協定を締結しています。
1） 中国・石油大学（北京）化工学院（平成 13 年 12 月 7 日）
2） 中国・華東師範大学化学系（平成 17 年 3 月 18 日）
3） ドイツ・マックスプランク協会 フリッツハーバ研究所（平成 17 年 12 月 26 日）
4） 中国・厦門大学 固体表面物理化学国家重点実験室（平成19 年 10 月 9 日）
5） ポーランド・ポーランド科学アカデミー 触媒・表面化学研究所（平成 22 年 3 月 15 日）
6） ポーランド・西ポメラニアン工科大学 無機化学・環境工学
研究所（平成 22 年 3 月 17 日）
7） ポーランド・グダンスク工科大学（平成 22 年 3 月 18 日）
8） フランス・リル第１大学－リル中央学院 触媒・固体化学研
究ユニット（平成 23 年 1 月 17 日）
9） ポーランド・グダンスク大学（平成 25 年 2 月 1 日）
10）アメリカ・パーデュー大学サイエンス学部（平成 26 年 4月 26 日）11）ポーランド・ヤギャボ大学化学科（平成 28 年 5 月 11 日）
12）アメリカ・サウスカロライナ大学 化学工学科（平成 28 年
6 月 20 日）
13）ロシア・ボレスコフ触媒研究所（平成 28 年 10 月 11 日）
14）アメリカ・サンキャットセンター（平成 28 年 11 月 2 日）
15）中国・中国人民大学化学系（平成 28 年 11 月 18 日）16）タイ王国・ヴィデャシリメディ科学技術大学（平成 29 年
2 月 27 日）17）オランダ・アイントホーフェン工科大学化学工学・化学科（平成 30 年 8 月 7 日）
18）ドイツ・フリードリヒ・アレクサンダー大学 エアランゲン＝ニュンベルク 化学反応工学研究所（平成 30 年 9 月 17 日）
19）中国・華中師範大学 化学学院（平成 30 年 11 月 28 日）
20）ジョージア・トビリシ国立医科大学 イオベルクタラテーゼ
薬化学研究所（平成 31 年 2 月 5 日）

学際統合物質科学研究ユニット

1)

School of Chemical Engineering, China University ofPetroleum, China (Dec. 7, 2001)
2) Department of Chemistry, East China Normal University,
China (Mar. 18, 2005)
3) Fritz Haber Institute of the Max Planck Society, Germany(Dec. 26, 2005)
4) State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid
Surfaces, Xiamen University, China (Oct. 9, 2007)
5) Institute of Catalysis and Surface Chemistry, Polish
Academy of Sciences, Poland (Mar. 15, 2010)
6) Institute of Inorganic Chemical Technology andEnvironmental Engineering, West Pomeranian Universityof Technology Poland (Mar. 17, 2010)
7) Gdansk University of Technology, Poland (Mar. 18, 2010)8) Unité de Catalyse et de Chimie du Solide Université Lille
1 et Ecole Centrale de Lille, France (Jan. 17, 2011)9) University of Gdansk, Poland (Feb. 1, 2013)
10) College of Science, Purdue University,USA (Apr. 26,2014)
11) Faculty of Chemistry, Jagiellonian University, Poland (May11, 2016)
12) Department of Chemical Engineering, University of South
Carolina, USA (June 20, 2016)13) Boreskov Institute of Catalysis, Russia (Oct. 11, 2016)14) SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis USA(Nov.2, 2016)15) Department of Chemistry, Renmin University of China,
China (Nov. 18, 2016)16) VIdyasirimedhi Institute of Science and Technology,
Thailand (Feb. 27,2017)17) Department of Chemical Engineering and Chemistry,
Eindhoven University of Technology, Nederland (Aug.
7,2018)18) Institution of Chemical Reaction Engineering FriedrichAlexander-University of Erlangen-Nuremberg, Germany(Sept. 17, 2018)19) College of Chemistry, Central China Normal University,
China (Nov. 28, 2018)20) Iovel Kutateladze Institute of Pharmacochemistry, LEPL
Tbilisi State Medical University, Gorgia (Feb. 5, 2019)

MEXT Project Integrated Research Consortium on Chemical Sciences

本研究所は、名古屋大学・京都大学・九州大学の国際的化学研究拠点と協同して異種学術領域を包含する新たな物質合成概念を創出する「学祭統合物質科学研究機構」を形成し、先導的研究を推進して、科学と科学技術の革新と新産業の創出を促す
新学術基盤の構築および次世代中核研究者の育成を図ります。
We participate in Integrated Research Consortium on
Chemical Sciences composed of the prestigious research
institutes of Nagoya University, Kyoto University and Kyushu
University and ICAT which creates novel areas of chemical
synthesis at the interdisciplinary level. This project also aims torealize new innovations in science and technology, to promote
new industries, and to cultivate the younger generation.

23

To promote international exchange, we have concluded
agreements with its counterparts in many other countries.

R4～７年度

学際統合物質科学研究機構

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