共同利用・共同研究拠点

北海道大学 触媒科学研究所

Joint Usage/Research Center

Institute for Catalysis, Hokkaido University

触媒研究コミュニティーの拠点としてFunction as a Research Center for Catalysis Community

1

2021年度を迎えるにあたり，ご挨拶申し上げます。1943年（昭和18年）に設立された触媒研究所は，1989年（平成元年）に触媒化学研究セン
ターとして，2015年（平成27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。ターゲット研究部は6クラスターで構成され，リーダーである准教授が主体的に国内外の研究者を交えて運営し，特定の重要研究課題の解決を目指した研究を行っています。附属触媒連携研究センターには，ユニットと呼ばれる7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。研究
支援技術部は，ガラス・金属加工と装置の管理・運営などで最先端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約２０か所と研究・教育活動の連携パートナーとして，学術交流協定を締結しています。
本研究所は，2010年（平成22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，触媒研究に従事する研究者の利用に供すべく拠点活動を行って参りました。触媒研究コミュニティーと共に設定した戦略的研究課題と研究者の独自の発想に基づく研究課題の公募を行い，共同研究を端緒とする新しい触媒科学の構築を目指しています。公募の門戸は国外の研究者にも開いて
おり，採択課題の約一割が海外からの国際共同研
究課題になりました。併せて，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
ウムを国外の主要研究機関にて開催しています。
触媒学会との共同企画により，数名の若手研究者に招待講演枠を提供してきました。さらに，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ています。
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，2010年（平成22年）より統合物質創成化学研究推進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しい学術基盤を創成し，同時に若手研究者の育成を図っています。
資源や環境などの問題が顕著になっている昨今，触媒が担う物質変換とエネルギー変換は，豊かな生活の基盤のみならず，生命の存立基盤を支える
科学技術になりつつあります。他方で，国内の学術振興にかかる財政基盤は依然厳しく，日本全国で活発に営まれ，多様なフェーズにある触媒研究が，十分な財政的・技術的支援の下で行われているとは言い難い状況にあります。触媒科学研究所
は，共同利用・共同研究事業を通して全国の触媒研究者の利用に供し，触媒研究コミュニティーの拠点としての機能を果たす所存です。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。
2021年4月
北海道大学触媒科学研究所長長谷川淳也

In the beginning of the fiscal year 2021, I would liketo say a few words.
The establishment of the institute can be dated
back to 1943 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
the present form, Institute for Catalysis (ICAT) in
2015. The department of fundamental research is
responsible for the research and development ofinnovative catalysts. The department of practicalapplications aims at transferring the achievement to
the industrial application and at creating
technological seeds inspired by the industrial
needs. The department of target research is driven
by associate professors. Researchers outside ICAT
even from foreign countries are collaborating on
specific important problems. Catalysis Collaborative
Research Center provides cooperation units toadapt to the social imperatives that is rapidlychanging due to not only scientific and technologicaltrends but also politics and economics inside andoutside Japan.
In 2010, ICAT was authorized as a Joint Usage/
Research Center by the Ministry of Education,
Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) of
Japan. Since then, ICAT has provided financial andtechnical supports to the collaboration proposals
from the catalysis community. This project is open
to international collaborations. About 10 % of the
adopted proposals are from worldwide catalysis
community.
ICAT also participates a MEXT project, Integrated
Research Consortium on Chemical Sciences, that is
jointly organized by Nagoya, Kyoto, Kyushu
Universities. This project aims at unifying theconcept of materials and synthesis at theinterdisciplinary level and also at cultivating young
talents.
Since problems on natural resources andenvironment become more and more prominent,
developments in material transformation, energy
conversion, and environmental protection will beessential not only for our affluence but for thefoundation of life on earth. However, the financial
situation for promoting scientific researches is still ina severe condition. Active researches, which are
now being conducted throughout Japan at various
phases, is not necessarily conducted with sufficientfinancial and technical supports. Institute for
Catalysis Science will serve as a center for catalyst
research community through the Joint Usage/Joint
Research Project. We look forward to yourcooperation, guidance, and encouragement.
Jun-ya Hasegawa
Director of Institute for
Catalysis April 2021ࢼࣀ⏺㠃཯ᛂሙ◊✲ࢡࣛࢫࢱ࣮
5HVHDUFK&OXVWHUIRU1DQR,QWHUIDFH5HDFWLRQ)LHOG໭኱ゐ፹࢔ࣛ࢖࢔ࣥࢫࣘࢽࢵࢺ

+RNNDLGR8QLYHUVLW\&DWDO\VW5HVHDUFK$OOLDQFH8QLW

新放射光源触媒計測科学ユニット

Unit of Catalyst Characterization by the New Synchrotron
Radiation

長谷川淳也 Jun-ya HASEGAWA
所長（Director） 教授
011-706-9145 hasegawa@cat.hokuda.ac.jp

令和3年4月1日現在

基礎研究系(Department of Fundamental Research)

触媒表面研究部門（工学院担当）Catalyst Surface Research Division

朝倉清髙

教授

准教授

髙草木達

Kiyotaka ASAKURA

Satoru TAKAKUSAGI

askr@cat.hokudai.ac.jp

takakusa@cat.hokudai.ac.jp011-706-9114

011-706-9113

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

長谷川淳也

教授

准教授

飯田健二

助教

Kenji IIDA

Jun-ya HASEGAWA

011-706-9145

011-706-9145

hasegawa@cat.hokudai.ac.jp

高敏

Min GAO

011-706-9145

gaomin@cat.hokudai.ac.jp

k-iida@cat.hokudai.ac.jp

表面分子科学研究部門（環境科学院担当）Surface Molecular Science Research Division
物質変換研究部門（総合化学院担当）Catalytic Transformation Research Division

教授

福岡

淳

准教授

中島清隆

助教

小林広和

Atsushi FUKUOKA

Kiyotaka NAKAJIMA

Hirokazu KOBAYASHI

fukuoka@cat.hokudai.ac.jp

nakajima@cat.hokudai.ac.jp

kobayashi.hi@cat.hokudai.ac.jp011-706-9140

011-706-9136

011-706-9137

助教

シュロトリ アビジット
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

教授

清水研一

准教授

古川森也

Ken-ichi SHIMIZU

Shinya FURUKAWA

kshimizu@cat.hokudai.ac.jp

furukawa@cat.hokudai.ac.jp

特任講師

011-706-9165

011-706-9162

011-706-9164

前野禅

Zen MAENO

maeno@cat.hokudai.ac.jp

光触媒科学研究部門（環境科学院担当）Photocatalysis Research Division

教授

大谷文章

コワルスカ エバ

Ewa KOWALSKA

ohtani@cat.hokudai.ac.jp

kowalska@cat.hokudai.ac.jp011-706-9132

3

准教授

Bunsho OHTANI

011-706-9131

助教

髙島舞

Mai TAKASHIMA

011-706-9130

takashima.m@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

教授

Daisuke URAGUCHI

011-706-9149

uraguchi@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

教授

中野環

宋志毅

准教授

Tamaki NAKANO

011-706-9155

助教

Masayoshi BANDOU

songzhiyi@cat.hokudai.ac.jp

masayoshi.bando@cat.hokudai.ac.jp011-706-9157

tamaki.nakano@cat.hokudai.ac.jp

坂東正佳

Zhiyi SONG

011-706-9157

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

教授

西田まゆみ

Mayumi NISHIDA

011-706-9381

m-nishida@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

技術班長

石川勝久

Katsuhisa ISHIKAWA

011-706-9108

katuhisa@cat.hokudai.ac.jp

技術主任

山岸太平

Taihei YAMAGISHI

011-706-9107

yamata@cat.hokudai.ac.jp

技術主任

長谷川貴彦

Takahiko HASEGAWA

011-706-9108

hsgw@cat.hokudai.ac.jp

技術主任

向井慎吾

Shingo MUKAI

011-706-9109

mukai@cat.hokudai.ac.jp

技術職員

下田周平

Shuhei SHIMODA

011-706-9107

s-simoda@cat.hokudai.ac.jp

北キャンパス合同事務部

Northern Campus Area Joint Administration

技術職員

川村裕介

Yusuke KAWAMURA

011-706-9109

kawa-yu@cat.hokudai.ac.jp

事務長

中田雄二

Yuji NAKATA

011-706-9101

k-jimucho@cat.hokudai.ac.jp4

基礎研究系

触媒表面研究部門
Catalyst Surface Research Division

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

髙草木達

Kiyotaka
ASAKURA

SatoruTAKAKUSAGI

教授

准教授

触媒作用を司る固体表面を原子レベルで見て、表面

Our missions are to develop unique surface analysisの構造や電子状態を解析し、反応機構の解明を行うととtechniques, to observe the catalytically active solid

もに、触媒として興味深い表面を作って、反応を操る

surfaces on an atomic level, to reveal the reactionのが研究室のミッションです。とくに、高エネルギー

mechanisms, to make the catalytically interesting

加速器研究機構や SPring-8 と連携し、放射光、陽電

surfaces and to manipulate the surface reactions. We

子、ミュオン、自由電子レーザといった加速器ベースのapplied the accelerator-based beam techniques such

量子ビームを触媒に応用し表面の新知見を得る研究を

as synchrotron radiation, positron, muon and X-ray free

行っています。たとえば、HOPG 基板上に展開した超微electron laser to the characterization of the surfaces.

15

量（10 atoms ｃｍ-２）の PtAuCoN ナノ粒子の XAFSWe Applied BCLA+BI-Fluorescence XAFS method

を BCLA+BI 蛍光法で観測し、図 1 に示す CoPtN が核

to very low concentrated ((atoms 10 15cm -2 PtAuCoNとなり、その周辺を Pt が取り囲む構造を提案しました。

nanoclusters deposited on HOPG (highly oriented

図 2 には、In/SiO2 メタン転換触媒の活性化過程を inpyrolytic graphite). We found that PtCoN was locatedsitu XAFS で測定し結果を示します。活性化過程に触媒

in the core of nanocluster surrounded by Pt as shown

活性種である In は融解、InCx 構造形成、液体 In 再生と、

in Fig.1. Figure 2 shows the XAFS results of In /SiO2 for

劇的な形態変化を遂げて、活性構造になることを見いだ

Non-oxidative Methane coupling reaction. We found that

しました。

In drastically changed its structures during the activation
processes such as melting, InCx formation, and liquid In
creation.

Fig. 1. in situ BCLA+BI-Fluorescence XAFS setup.
(Left panel) and the structure derived from the XAFS
analysis of PtAuCoN on HOPG(Right panel).
Blue :Co, Grey: Pt, Yellow: Au, and Green: N.

5

Fig. 2. Fourier transforms of In K-edge EXAFS for In/
SiO2 catalysts during the activation processes whichshowed drastic structure changes.

基礎研究系

触媒理論研究部門

Catalysis Theory Research Division

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

飯田健二

高敏

教授

准教授

助教

Jun-ya
HASEGAWA

Kenji
IIDA

Min
GAO

本部門では、電子状態、分子構造、動力学、外部電

To understand complex mechanisms in catalytic

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processes, we are developing accurate theories for

ることを目的として研究を行っている。複雑な構造を持

describing electronic structures in complex molecular

つ分子系を計算するための QM/MM 法、化学反応の動

systems, the QM/MM methods for large molecular

態を明らかにする第一原理分子動力学法、熱的な分子構

systems, the first-principles molecular dynamics

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

simulations for reaction dynamics, and analyticalを開発・応用し、触媒原理の解明と新規触媒の設計に取

methods based on quantum and statistical mechanics.

り組んでいる。

These methods are applied to various catalytic reactions

具体的には、

involving organic, transition-metal, and heterogeneous1.

メタン活性化に向けた触媒設計

2.

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 1）3.

力学的刺激による反応活性化のメカニズム
（図 2）

4.

金属クラスター触媒における高難度反応のメカ

catalysts.
Our current research focuses on the following topics:
1.

activation.
2.

二酸化炭素を利用する触媒反応のメカニズム

6.

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

等の研究課題を実施している。

Fig. 1 Catalytic reactions at a Pt–TiO2 interface
under a bias field.

Catalytic reactions with supported metal clusters
under a bias field.

3.

Mechanism of mechanochemical activation in
catalytic reactions.

ニズム
5.

Computer-aided catalyst design for methane

4.

Reaction mechanism of activation of inert
molecules by metal cluster catalysts.

5.

Reaction mechanism of catalytic reactions forutilization of CO2.

6.

Role of additives in the NH3-SCR reactions.

Fig. 2 Mechanochemically Induced Selectivity in
Acid-Catalyzed Chitin Hydrolysis.

6基礎研究系

物質変換研究部門

Catalytic Transformation Research Division

固体触媒の分子設計と天然資源有効利用のための触媒反応開発

Molecular Design of Heterogeneous Catalysts and Their Application for Utilization of Natural Resources

福岡淳

中島清隆

小林広和

教授

准教授

助教

AtsushiFUKUOKA

Kiyotaka
NAKAJIMA

Hirokazu
KOBAYASHI

助教
AbhijitSHROTRI

本部門では、固体触媒を分子レベルで設計し、天然資

Our strategy is design of heterogeneous catalysts at

源を有効利用するための反応に応用する研究を行っていthe molecular level for the efficient utilization of natural

る。具体的には天然に豊富に存在する木質バイオマスや

resources. We study conversion of non-food biomass

海洋バイオマス（キチン）を固体触媒により有用化学品

including lignocellulose biomass and chitin, a marineに変換する研究を進めている。例えば、空気酸化によっbiomass, to valuable chemicals by heterogeneousて調製した弱酸点をもつ炭素触媒により木質バイオマス

catalysts. For example, air oxidation of woody biomass

を加水分解すると、水溶性オリゴ糖や単糖を高収率で生provides a carbon material having weak acid sites that

産できることを見出している（Fig. 1）。

hydrolyzes the woody biomass to soluble β-1,4-glucans

また、メソ多孔体などの担持金属触媒の機能についても研究している。シリカ担持白金触媒は、エチレンを低温で完全酸化し CO2 に変換できる（Fig. 2）。この触媒は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た。現在、我々は本触媒の機能解明と貯蔵・輸送分野への応用を目指している。
さらに、メタンと CO2 の有効利用を目指し、選択的かつ効率的な化学変換を可能とする触媒の開発を進めている。

Fig. 1 Conversion of cellulose to soluble β-1,4-glucans
and glucose by a carbon catalyst in a flow reactor.

7

シュロトリ
アビジット

and monomeric sugars in flow systems (Fig. 1).
Our interest also includes application of metal
catalysts supported on mesoporous materials and others.
We reported high activity of Pt/silica in low temperatureoxidation of ethylene to CO 2 (Fig. 2). This catalyst ispractically used in the latest models of refrigerators to
mitigate aging of vegetables and fruits. We are aiming for
application of the catalyst in industrial food storage.
We recently started catalyst design for the selective
conversion of methane and CO2 to useful chemicals.

Fig. 2 Proposed mechanism for low-temperature oxidationof ethylene over Pt/mesoporous silica.

基礎研究系

触媒材料研究部門

Catalyst Material Research Division

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

古川森也

前野禅

鳥屋尾隆

教授

准教授

特任講師

助教

Ken-ichi
SHIMIZU

ShinyaFURUKAWA

Zen
MAENO

Takashi
TOYAO

炭化水素・二酸化炭素の変換、環境浄化用固体触媒のWe study heterogeneous catalysts for transformations

開発に取り組んでいる。種々の in situ 分光法を駆使しof hydrocarbons and CO2 and environmental catalysis.

た触媒構造・反応機構研究を通じて触媒構造－機能－性Mechanistic and structural studies by various in situ

能の相関関係を明確化し、触媒設計にフィードバックす

spectroscopic methods establish the structure-activity

る。これまでの研究から、機能の異なる複数の金属種同

relationship, which provides fundamental aspects

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for catalyst design. We have found that creation of

機能触媒開発の鍵となることを明らかにしており、本設

multifunctional active sites at Metal-Metal or metal-

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

support interfaces is a key factor for design of novelする。実験で得られる知見に加えて、計算科学やデータ

catalysts. We utilize computational and data science in

科学を活用した研究も展開し、現在の世界的な課題であaddition to the aforementioned experimental findings

る環境問題やエネルギー問題解決への貢献を目指す。

to contribute to improvement in global energy andenvironmental situation by developing heterogeneous
catalysts with innovative functions.

8

基礎研究系

光触媒科学研究部門
Photocatalysis Research Division

光触媒微粒子の設計 / 調製 / 評価と作用原理の解明

Design, Fabrication and Characterization of Photocatalyst Particles and Clariﬁcation of Mechanisms

大谷文章

コワルスカ エバ

髙島舞

教授

准教授

助教

BunshoOHTANI

Ewa
KOWALSKA

Mai
TAKASHIMA

光触媒としてはたらく粒子の設計と調製、評価をおこ

We are aiming to design, fabricate and characterize

なうとともに、光触媒反応の原理の解明をめざしている。

photocatalyst particles and to clarify the mechanism

具体的には、（1）粉末試料中の電子トラップ密度のエネ

of their photocatalysis. (1) Reversed double-beam

ルギー分布をあらたに開発した逆二重励起光音響分光法

photoacoustic spectroscopy (RDB-PAS) (Fig. 1) for（図 1）により測定し、光触媒にかぎらずほぼすべての

evaluation of energy-resolved density of electron

金属酸化物の「同定」と他の手法では不可能な精密評価

traps in sample particles has been developed andが可能であることをあきらかにした。（2）超高強度の単shown to be a unique comprehensive identification

色光連続光源をつかって光触媒反応速度の光強度（光束）and evaluation method for almost all metal oxides not

依存性を解析し、ひとつの粒子中の励起電子あるいは正limited to photocatalysts. (2) Light-intensity dependences

孔の密度に依存して反応様式が異なることや，白金など

were examined using ultrahigh-intensity continuousの担持金属の役割をあきらかにした。（3）改良水熱合成

monochromatic light sources to find electron transfer

法および精密制御気相法によってそれぞれ八面体形状おmechanism depending on the density of electrons or

よび十面体形状（図 2）のアナタースチタニア光触媒のholes in a particle and co-catalytic action of loaded noble

調製に成功し，標準光触媒試料として利用できることを

metals. (3) Preparation of highly "pure" titanium(IV) oxide示した。

(titania) photocatalyst particles with decahedral (Fig. 2)
and octahedral shapes by coaxial flow-type gas-phasereaction and modified hydrothermal method, respectively.

Fig. 1

9

Fig. 2

基礎研究系

分子触媒研究部門

Molecular Catalyst Research Division

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

私たちの生活は、医農薬品・食品添加物・繊維・プ

Our lives are supported by various organic

ラスチック・有機電子材料といった、機能をもった様々

compounds such as pharmaceuticals, agricultural

な有機化合物に支えられている。望みの性質をそなえた

chemicals, food additives, fibers, plastics, and organic

有機化合物を効率的に供給するためには、分子と分子をelectronic materials. In order to efficiently supply organic

つなぐ化学反応を操り理解する必要がある。我々は、こcompounds having desired functions, it is necessary to

れまで世の中に無かった分子を生み出し、その構造に内manipulate and understand the chemical reactions that

在する触媒としての力を引き出すことで、化学反応に関

connect molecules. We are challenging the control of

わる活性種（アニオン・ラジカル・カチオン）の自在制

active species (anions, radicals, and cations) involved

御に挑戦する。また、その過程で明らかになる分子の振in chemical reactions by creating novel molecules andる舞いを実験的・理論的に理解することで、新たな化学

eliciting the catalytic power inherent in the structure.

反応の創出を目指す。

In addition, we aim to create new chemical reactions
through the experimental and theoretical understanding
the behavior of molecules.

10基礎研究系

高分子機能科学研究部門
Macromolecular Science Research Division

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

宋志毅

坂東正佳

教授

准教授

助教

Tamaki
NAKANO

Zhiyi
SONG

Masayoshi
BANDOU

当部門では機能性材料としての応用を目指して構造制

Our research activities encompass synthesis and

御された高分子および超分子を合成している。キラリテ

characterization of polymers having controlled structures

ィー（不斉）をキーワードとする重合反応研究により、and supramolecules. With design concepts focusing

らせん、π - スタック型、ハイパーブランチ型、架橋型

on “macromoleuclar chirality”in mind, we conductなどの分子構造および高次構造の制御、さらには、分子

synthetic research work targeting helices, π-stacked

間の構造制御も研究している。制御構造を有する高分子

conformations, hyperbranches, and cross-linked gels

・超分子を用い、触媒、発光、光電子物性、分離、薬理as well as structural regulation of supramolecules. With

活性等の高度な機能の発現に挑戦する。

such ordered structures in hand, we aim at creating

制御構造の一例として、我々は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た（図１）。πスタ
ック型ポリマーは特異な立体構造に基づいて、興味深い
光・電子物性を示し、主鎖共役系高分子に特異的なものと考えられていた光電子物性がビニルポリマーの構造制
御により実現できることを明らかにした。加えて、高分子構造の最も重要な構造であるらせん構造の制御研究を行い、従来の合成化学的手法とは全く異なる、円偏光を用いたらせん高分子の合成に成功した（図 2）。

advanced functional materials showing catalytic
activities, photo emission, photo-electronic functions,non-linear optical properties, separation functions, andpharmaceutical activities.
As an example of our achievements, π-stacked
conformation was constructed and elcucidated forpoly(dibenzofulvene), vinyl polymer, for the first time
(Fig. 1). Based on the π-stacked structure, this vinyl
polymer shows valuable photo electronic properties
that have been thought to be unique to main-chain
conjugated polymers. Another goal is to create a polymer
helix, a most important structural motif of polymer chain,
we have, for the first time, prepared a single-handed
helix of polymers on the basis of chirality of light (circularly
polarized light) in a reversible manner. This achievement
is expected to trigger various CPL-based preparation
methods to create a wide variety of chiral polymers(Fig. 2).

Fig. 1 Structure of poly(dibenzofulvene), thefirst π-stacked vinyl polymer.

11

Fig. 2 Creation of polymer helix by circularly
polarized light (CPL).

研究開発部門

研究開発部門Research and Development Division

産学官連携強化Reinforcing the Collaboration of Government, Industry and Academia
西田まゆみ
教授
MayumiNISHIDA北海道大学触媒科学研究所・実用化推進系研究開発

The Research and Development Division was started

部門は、産学連携強化を推進する文部科学省の要請に応

at the Institute for Catalysis (ICAT) Hokkaido University

えて 2014 年 4 月からその活動を開始しました。2015

in 2014 guided by the Ministry of Education, Culture,

年 4 月には、北海道大学と国立研究法人産業技術総合研

Sports, Science and Technology (MEXT). At the end of

究所との間にクロスアポイントメント制度が導入され、

2014, Hokkaido University and the National Institute of

研究開発部門のメンバーによる北大クロスアポイントメ

Advanced Industrial Science and Technology (AIST) drew

ントチームが産総研・触媒化学融合研究センター内に発up a contract to realize the cross-appointment system

足しました。2015 年からは、北大・触媒科学研究所、

to reinforce the government-industry-academia network.

国立研究法人理化学研究所・環境資源科学研究センター、

In 2015, I was appointed the leader of the Hokkaido

産総研・触媒化学融合研究センター及び人工知能研究セ

University Cross-appointment Team, which was set up

ンターの連携協力で、「キャタリストインフォマティク

in the Interdisciplinary Research Center for Catalytic

スによる触媒開発」のプロジェクトを立上げ、毎年シンChemistry AIST. Then, with the cooperation of ICAT,

ポジウムを開催して参りました。2017 年には国立研究

AIST and Riken (the Institute of Physical and Chemical

法人物質・材料研究機構（NIMS) にも連携の輪を広げ、

Research), we launched the project named “Catalyst

北大―理研―産総研―NIMS 合同で、2019 年 11 月 12

Informatics.” The Artificial Intelligence Research Center

日に「知の融合が加速する触媒研究」と題して触媒イン

AIST helped facilitate and drove the project. In 2017, theフォマティクスシンポジウムを開催しました。2020 年

National Institute for Materials Science (NIMS) joined

度はコロナ禍で中止となりましたが、2021 年度は北大

the project. In 2019, “Catalyst Informatics Symposium,が主催となり Web 上での開催となります。

Catalyst Research Accelerated by Interdisciplinary
Fusion-” was held in the collaboration with ICAT-RikenAIST- NIMS. The symposium was cancelled in 2020
because of COVIT19, but, in 2021 ICAT will organize theweb symposium.

12触媒研究基盤開発クラスター

Research Cluster for Sustainable Catalyst

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.）

清水研一 （Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）
浦口大輔（Daisuke URAGUCHI, ICAT, Hokkaido Univ.）
西田まゆみ （Mayumi NISHIDA, ICAT, Hokkaido Univ.）

福岡淳（Atsushi FUKUOKA, ICAT, Hokkaido Univ.）
大谷文章（Bunsho OHTANI, ICAT, Hokkaido Univ.）
中野環（Tamaki NAKANO, ICAT, Hokkaido Univ.）

ターゲット研究部

触媒科学技術の先端研究を推進・支援するための共通

This cluster is aiming at promoting advanced catalysis

基盤を先験的に整備すること、研究者コミュニティーとresearch. Our projects are to develop and maintain bothの研究協力体制を提案・構築すること、触媒科学におけhard and soft infrastructures in the institute, to promote

る新学際領域を戦略的に開拓することを目的とした事業

and enhance the collaborations and cooperation in theを行う。

community of catalysis science and engineering, and to

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。

develop the forefront of the interdisciplinary area related
to catalysis. (1) Sustainable catalysis research project isto promote and support advanced catalysis researches
as well as to introduce transcendental approaches
in catalysis. (2) Training and education program is
to contribute in developing human resources and inoutreach activities to the society. (3) Database projectis to accumulate experimental and XAFS information of
catalytic systems and to develop catalysis informatics.

Fig. 1. Top page of the web site of the catalyst database13規整表面ナノ構造研究クラスター
Research Cluster of Well-Defined Surface Nanostructures

反応制御のための規整表面ナノ構造をつくる、みる

Create and Observe Well-Defined Surface Nanostructures for Precise Reaction Control
Cluster Leader: 髙草木（Satoru TAKAKUSAGI）
Member: 清水研一 （Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）

八木一三 （Ichizo YAGI, Hokkaido Univ.）

近藤寛（Hiroshi KONDOH, Keio Univ.）
瀧川一学（Ichigaku TAKIGAWA, Hokkaido Univ.）佃達哉 （Tatsuya TSUKUDA, The Univ. of Tokyo）

原賢二 （Kenji HARA, Tokyo Univ. of Technology）

魚崎浩平 （Kohei UOSAKI, NIMS）

増田卓也 （Takuya MASUDA, NIMS）

田旺帝 （Wan-Jae CHUN, International Christian Univ.）

近藤敏啓 （Toshihiro KONDO, Ochanomizu Univ.）

構造の規定された酸化物単結晶表面を機能性分子や金The objective of our research group is to create well-

属で様々に修飾することで、well-defined な表面ナノ

defined active nanostructures by modifying oxide single

反応場を構築する。走査型トンネル顕微鏡や偏光全反射

crystal surfaces with various functional molecules and蛍光 XAFS 法を用いて原子レベルでの構造評価を行い、metals. The origin of the catalytic activity is elucidated

ナノ構造と触媒活性の相関に関する情報を蓄積する。まby using advanced surface science techniques such as

た、蓄積した情報を機械学習によりモデル化し、より高STM and PTRF-XAFS. Machine-learning technique is

活性を示すナノ構造の高速予測を試みる。

also applied to predict nanostructures with higher activity.

酸化物上の金属ナノ粒子は担持金属触媒をはじめとした様々な材料に応用されているが、凝集が起こりやす
く、微少クラスター（サイズが 1 nm 以下）を均一に十分な量担持することが難しい。しかし酸化物表面を、あらかじめ金属と強く相互作用する官能基を有する機能性分子で修飾することで、図１のように金属（Au、Ni、Cu）を単原子状に分散し、3 次元構造を決定した。近年注目を集めている単原子触媒（single atom catalyst）の新たな調製法として期待されるとともに、この単原子状金属種をビルディングブロックとして、原子単位で制御した微小クラスターの調製が可能になり、ユニークなターゲット研究部

山田泰之 （Yasuyuki YAMADA, Nagoya Univ.）

We are now focusing on metal clusters on oxidesurfaces because they are technologically important asoxide-supported metal catalysts and electronic devices. It
is not easy to prepare homogeneous subnanometersizedclusters on oxides because they are easily aggregatedto form large clusters. We succeeded in preparing an
atomically dispersed metal species by premodifying anoxide surface with functional molecules before metal
deposition (Fig. 1), which may enable precise size controlof subnanometer-sized clusters with unique catalytic
properties.

触媒特性の発現が期待できる。

Fig. 1. Atomically dispersed
Au on TiO2(110) premodi�ed witho-MBA (mercaptobenzoic acid)molecules.
14

プラズモン光触媒反応研究クラスター

Research Cluster for Plasmonic Photocatalysis

環境浄化用プラズモン励起型光触媒の開発

Development of Plasmonic Photocatalysts for Environmental Applications
Cluster Leader: コワルスカ

エバ（Ewa KOWALSKA）

Member: 髙草木達（Satoru TAKAKUSAGI, ICAT, Hokkaido Univ.）

Marcin JANCZAREK (Poznan Univ. of Technology, Poland)

Hynd REMITA（Paris-sud Univ., France）
Christophe COLBEAU- JUSTIN (Paris-sud Univ., France)

Izabela RZEZNICKA (Shibaura Institute of Technology)

Saulius JUODKAZIS (Swinburne Univ., Australia)

ターゲット研究部

Shuaizhi ZHENG (Xiangtan Univ., China)

Sven RAU (Ulm Univ., Germany)

Agata MARKOWSKA-SZCZUPAK

Adriana ZALESKA-MEDYNSKA（West Pomeranian Univ. of Technology, Poland）

本研究クラスターでは，太陽光にふくまれる可視光の波
長領域において表面プラズモン共鳴吸収をもつ光機能性ナノ粒子，すなわち，金，銀あるいは銅などの金属あるいは合金と広いバンドギャップをもつ半導体からなる光触媒の開発をめざしている．ひとつは，未処理もしくは欠陥が導入された市販酸化チタン，調製した多面体形状アナタース
酸化チタン，あるいは逆オパール構造をもつ酸化チタンと金属ナノ粒子複合系プラズモン光触媒，もうひとつは，n型半導体である酸化チタンと酸化銀や酸化銅などの p 型半導体のヘテロ接合型光触媒である（例えば TiO2/CuO,
TiO2/CuxO (Fig. 1c), TiO2/Cu/CuxO など）．銀や銅は空気中で酸化されやすいため）．さらに，その他の可視光応答型光触媒，例えば（1）希土類元素を修飾した酸化チタン，（2）
スズ酸塩，チタン酸塩，タンタル酸塩を修飾したカーボン
及びグラフェン量子ドット，（3）ハロゲン化物をベースにしたイオン液体を修飾した酸化チタンについても調製し試験を行った．それらの構造や特性を TRMC，RDB-PAS，
FTDDT などの手法により評価するとともに，酢酸，2- プ
ロパノールあるいはフェノールの酸化分解，メタノール脱水素および，細菌やカビの不活性化について，紫外，可視光，赤外光照射下および暗所下での光触媒活性を検討した．
光触媒の再利用にも着目し，反応後の光触媒を簡便で安価な方法で分離するため，磁性の核を持つ光触媒およびサイズの大きな微粒子の合成し，活性の低下を示さず高い再利用能力を有することを明らかにした．さらに，（1）プラズ
モン光触媒反応 (Fig. 1 a-b)，（2）光触媒の毒性，（3）光触媒反応器の設計，および（4）グラフェンをベースとした半導体に関する最近の知見を総説論文に発表した。

15

Zhishun WEI (Hubei Univ. of Technology, China)

阿部竜（Ryu Abe, Kyoto Univ.）(Gdansk Univ., Poland)

Our research focuses on development of plasmonic
photocatalysis, i.e., wide-bandgap semiconductors modified
with noble metals (NM), with ability of working at visible
range of solar spectrum. Two kinds of photocatalysts havebeen mainly investigated, i.e., plasmonic (containing NM
NPs and semiconductors: bare and defect-rich commercial
titania samples, faceted anatase particles and inverse opal
titania structures) and coupled semiconductors (e.g., TiO2/
CuO, TiO2/CuxO (Fig. 1c), TiO2/Cu/CuxO, since less noble
metals (Ag/Cu) are easily oxidized at ambient conditions).
Moreover, other vis-responsive photocatalysts, e.g., (i) titania
modified with rare-earth elements, (ii) stannates, titanates
and tantalates modified with carbon and graphene quantum
dots; and (iii) titania modified with halide-based ionic liquids,
have also been prepared and tested. The properties ofobtained materials (including TRMC, RDBPAS and FTDDT)
and their photocatalytic activities (oxidative decompositionof organic compounds, such as acetic acid, 2-propanol
and phenol, methanol dehydrogenation, and inactivation of
microorganisms, including bacteria and fungi under UV, vis
and IR irradiation and in the dark) have been investigated.
For photocatalyst reuse, i.e., easy and cheap separationof photocatalyst after reaction, magnetic photocatalysts(containing magnetic core) and large microspheres havealso been successfully synthesized, showing high recycling
ability without activity loss. Moreover, resent findings on: (i)plasmonic photocatalysis (Fig. 1 a-b), (ii) the possible toxicityof photocatalysts, (iii) the design of photocatalytic reactors,and (iv) graphene-based semiconductors, have beenreviewed in detail.

Figure 1. Graphical abstracts showing: a) activity enhancement by efficient light harvesting in photonic crystal(titania inverse opal modified with gold NPs in void spaces; Catalysts, 2020, 10(8),827),b) efficient
inactivation of microorganisms on plasmonic photocatalysts (Catalysts, 2020, 10(8), 824), c) CuxO@TiO2 core/shell particles with enhanced stability and activity under UV irradiation, possibly due to Z-scheme mechanism (J.
Mat. Chem. A, under revision, R1).

酸塩基触媒研究クラスター
Research Cluster for Acid-Base Catalysis

高性能の固体酸塩基触媒を開発し、植物由来炭水化物から必須化学品の原料を創出する
Development of Novel Solid Acid-Base Catalysts for the Conversion of Abundant Carbohydrates in
Nature to Platform Molecules for Bulk Chemical Production
Cluster Leader: 中島清隆 （Kiyotaka NAKAJIMA）
Member: 長谷川淳也 （Jun-ya HASEGAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）

神谷裕一（Yuichi KAMIYA, Hokkaido Univ.）
横井俊之（Toshiyuki YOKOI, Tokyo Institute of Technology）

本倉健 （Ken MOTOKURA, Tokyo Institute of Technology）

Barbara ONIDA （The Politecnico di Torino, Italy）

加藤英樹 （Hideki KATO, Tohoku Univ.）

Emiel J.M. HENSEN

ターゲット研究部

一國伸之 （Nobuyuki ICHIKUNI, Chiba Univ.）（Eindhoven Univ. of Technology, The Netherlands）

近年、化石資源に依存しない資源循環型社会の構築が

Chemical production from renewable and easily

求められており、再生可能な植物由来炭水化物からの必accessible carbohydrates in nature is increasingly

須化学品の合成が重要な課題となっている。本研究クラ

important in recent years for the development of

スターでは、固体酸化物の水存在下における酸塩基触媒

sustainable society. Plant-derived carbohydrates,

作用、特にこれまで注目されていなかった電子欠損金属

which show higher reactivity than fossil fuel-derived

サイトと電子過多な格子酸素の酸塩基性質の作用機序をhydrocarbons, can be converted to attractive platform

解明し、環境低負荷を志向した水溶液内での基幹化学品

molecules (furans, organic acids, ketones, aldehydes,

原料の合成に取り組む。主な検討内容は、多様な植物由

olefin, etc.) by acid-base catalysis in the presence

来の炭水化物を中心とする化合物群（糖類、高級脂肪酸of water. In this project, acid and base functionality

およびそのエステルなど）からカルボン酸 ､ ケトン、アof electron-deficient metal species and electron-rich

ルデヒド、オレフィン類などを高収率で獲得する反応系

lattice oxygen sites, respectively, on metal oxides hasの構築である。特に酸塩基触媒反応による脱水・水和・

been studied for the carbohydrates conversion in the

異性化・縮合などの自在制御が可能となれば、C2 ～ C4

presence of water. Precise control of basicity for oxideを中心とした低分子量炭化水素から C12 を大幅に上回

catalysts would enable selective production of various

る高分子量炭化水素合成の道筋が確立できる。

small (C2-C4) and large (> C12) hydrocarbons thoughfragmentation and condensation reactions. The resulting
molecules can be used as sustainable resources to
produce a variety of industrially important chemicals.

Conceptual illustration of
acid-base pair on metaloxide surface available forcarbohydrates conversion in
water
16

機能性合金触媒研究クラスター

Research Cluster for Functional Alloy Catalysts

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.）

長谷川淳也（Jun-ya HASEGAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）
小松隆之 (Takayuki KOMATSU, Tokyo Institute of Technology)

亀岡聡 (Satoshi KAMEOKA, IMRAM, Tohoku Univ.)
野崎智洋 (Tomohiro NOZAKI, Tokyo Institute of Technology.)
小河脩平 (Shuhei OGO, Waseda Univ.)

Ning YAN (National Univ. of Singapore)

ターゲット研究部

合金の触媒材料としての有用性は幅広く認知されていAlloys have been recognized as effective catalyst

る一方、その触媒設計における方法論および理論体系に

materials. However, the general methodology and theory

ついてはいまだ確立されていないのが現状である。優れfor catalyst design remain under debate and construction.

た合金触媒を開発するためには、各種金属の性質を把握

To develop efficient alloy catalysts and establish the

したうえで合金の表面構造や電子状態を原子レベルで理

corresponding chemistry, it is important to understand the

解することが重要である。本研究クラスターでは、合金

surface structures and electronic states of the alloys in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

an atomic level. For this purpose, we study the following

触媒の開発を進める目的で、（1）「規則性合金の特異的themes from the viewpoints of catalytic chemistry,

表面構造を利用した高難度分子変換系の開拓」、（2）「表metallurgy, surface science, and theoretical chemistry:

面修飾型金属間化合物の創成」、（3）「より高度な触媒設(1) Achieving stereo and regioselective molecular計を指向した金属間化合物―固溶体ハイブリッドアロイ

transformations using specific atomicの調製と触媒反応への適用」について、触媒科学、金属学、表面科学、計算科学の視点から、多角的に研究を行う。

arrangements of ordered alloys.
(2) Development of surface-modified intermetallics for
efficient molecular conversion.
(3) Synthesis and application of “intermetallic-sloid
solution hybrid alloys” for well-controllable catalyst
design.

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

17

Fig. 2. Regio- and chemoselective hydrogenation ofdiene to monoene governed by RhBi ordered alloy.
Combination of one-dimensional Rh arrays and sterichindrance 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

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

今井喜胤 （Yoshitane IMAI, Kindai Univ.）

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

In this cluster, conjugated polymers were applied todevelop new type of graphene nanoribbons materials.

カーボン物質の開発を行う。グラフェン、フラーレン、

π-Conjugated polymers have been exclusively

カーボンナノチューブ等の精密制御構造を有するナノinvestigated due to the promising application potentials

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

as electronic materials. In this work, conjugated polymers

る物質である。これらの多くが CCVD 等に調製される

were applied to construct graphene nanoribbons. Theのに対し、本クラスターでは、ナノカーボン物質の新規

topology, width and edge periphery of the graphene

な調製法として、制御構造を有する高分子を前駆体としnanoribbon products are defined by the structureて利用する有機化学的な新手法を開発する。さらに、新of the precursor monomers. On the other hand, the

機能を有する物質を開発する。

ribbon length can be controlled by living polymerization

ターゲット研究部

本クラスターは主鎖共役型高分子の合成研究を基軸として、グラフェンナノリボン材料を含む新規機能性ナノmethods.

18

ナノ界面反応場研究クラスター

Research Cluster for Nano-Interface Reaction Field

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）
ClusterMember: 古川森也（Shinya FURUKAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）

寺西利治（Toshiharu TERANISHI, Kyoto Univ.）
八井崇 （Takashi YATSUI, Tokyo Univ.）

Andriy Kovalenko（University of Alberta, Canada）

江原正博 （Masahiro EHARA, NIMS）
矢花一浩 （Kazuhiro YABANA, Tsukuba Univ.）
根岸雄一 （Yuichi NEGISHI, Tokyo Univ. of Sci.）

ターゲット研究部

本研究クラスターでは、担持ナノ粒子や固液界面のOur research purpose is understanding and designing

外場応答を利用する触媒の反応機構を解明して理論的設

catalytic reactions near solid/liquid and substrate/

計をするために研究を行っている。統計力学や量子力学

nanoparticle interfaces under external fields. Byに立脚した方法論を組み合わせることで、光や電圧に対

combining theoretical frameworks of quantum andする界面の応答を記述するための理論計算手法を開発すstatistical mechanics, we develop a theoretical method

る。その手法を用いて、原子間結合と界面構造の両者のwhich can be applied to interface systems under light

幾何的特性で触媒能を制御するための理論的指針を探求

or electrode bias. The method is used to formulateする。具体的には、以下の研究課題を実施している。

theoretical guidelines for controlling catalytic activity(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) 有機金属錯体・金属ナノ粒子・酸化物からなる複合系を用いた光触媒反応のメカニズム(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(d) 電極触媒反応の理論計算手法の開発

by both microscopic chemical bonds and macroscopic
interface shapes. Our present study focuses on thefollowing topics:(a) Controlling optoelectronic properties of plasmonicnanoalloys for photocatalysts.
(b) Mechanism of photoreactions catalyzed byorganic metal complexes and metal nanoparticles
supported on a metal-oxide.
(c) Role of light and electrode bias in chemical
reactions.
(d) Development of a theoretical method for electrodecatalytic reactions.

Fig. 1.Catalytic reactions near a solid/liquid interface
under an external field

19

媒
携
ン
附属触媒連携研究センター
附属触 連
Catalysis Collaborative Research Center
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。

光触媒知的財産活用ユニット

Unit for Exploitation of Intellectual Properties Relating to Photocatalysis
Unit Leader: 黒田靖（Yasushi KURODA, Showa Denko Ceramics Co., Ltd.）
Member:
大谷文章 （Bunsho OHTANI, ICAT, Hokkaido Univ.）
コワルスカ エバ（Ewa KOWALSKA , ICAT, Hokkaido Univ.）

高島舞（Mai TAKASHIMA, ICAT, Hokkaido Univ.）

産学官連携触媒研究ユニット

Unit for Industry-Government-Academia Collaborative Research on Catalysis
Unit Leader: 西田まゆみ （Mayumi NISHIDA, ICAT, Hokkaido Univ.）
Member:

福岡淳（Atsushi FUKUOKA, ICAT, Hokkaido Univ.）
清水研一 （Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）
富永健一 （Ken-ichi TOMINAGA, AIST）
佐藤一彦 （Kazuhiko SATO, AIST）
隅田敏雄（Toshio SUMIDA, WEST CORNER Co., Ltd.）

瀧川一学 （Ichigaku TAKIGAWA, AIP, RIKEN）
髙橋啓介（Keisuke TAKAHASHI, Hokkaido Univ.）
畑中雅隆（Masataka HATANAKA, AIST）
吉田勝（Masaru YOSHIDA, AIST）
浅川真澄（Masumi ASAKAWA, AIST）

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.）
Member:Hans-Joackim FREUND（Fritz-Haber-Institute, Germany） 朝倉清髙（Kiyotaka ASAKURA, ICAT, Hokkaido Univ.）
熊谷崇（Takashi KUMAGAI, Fritz-Haber-Institute, Germany）
Matthias SCHEFFLER（Fritz-Haber-Institute, Germany）

統合物質創製化学研究推進ユニット

Unit on Integrated Research Consortium on Chemical Sciences

附属触媒連携研究センター

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.）
福岡淳 （Atsushi FUKUOKA, ICAT, Hokkaido Univ.）
西田まゆみ （Mayumi NISHIDA, ICAT, Hokkaido Univ.）

大谷文章 （Bunsho OHTANI, ICAT, Hokkaido Univ.）
清水研一（Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）
浦口大輔（Daisuke URAGUCHI, ICAT, Hokkaido Univ.）

電子トラップ研究コンソーシアム

Consortium for Research on Electron Traps in Materials
Unit Leader: 大谷文章 （Bunsho OHTANI, ICAT, Hokkaido Univ.）
Member:コワルスカ エバ（Ewa KOWALSKA , ICAT, Hokkaido Univ.） 高島舞 （Mai TAKASHIMA, 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.）
柴山環樹（Tamaki SHIBAYAMA, 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.）
松永茂樹（Shigeki MATSUNAGA, Hokkaido Univ.）
神谷裕一（Yuichi KAMIYA, Hokkaido Univ.）

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.）
Member:松村淳司（Muramatsu Atsushi, Tohoku Univ.)
清水研一（Ken-ichi SHIMIZU, ICAT, Hokkaido Univ.）
髙草木達 （Satoru TAKAKUSAGI, ICAT, Hokkaido Univ.）
古川森也（Shinya FURUKAWA, ICAT, Hokkaido Univ.）
小林広和（Hirokazu KOBAYASHI, ICAT, Hokkaido Univ.）

福岡淳 （Atsushi FUKUOKA, ICAT, Hokkaido Univ.）
中島清隆 （Kiyotaka NAKAJIMA, ICAT, Hokkaido Univ.）
鳥屋尾隆（Takashi TOYAO, ICAT, Hokkaido Univ.）
Abhijit SHROTRI （ICAT, Hokkaido Univ.）

20

研究支援技術部
Technical Division

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

石川勝久

山岸太平

長谷川貴彦

向井慎吾

下田周平

川村裕介

技術班長

技術主任

技術主任

技術主任

技術職員

技術職員

Katsuhisa ISHIKAWA

Taihei YAMAGISHI

Takahiko HASEGAWA

Shingo MUKAI

Shuhei SHIMODA

Yusuke KAWAMURA

研究支援技術部では、研究者からの規格外の特殊な要

The Technical Division is composed of Research

望に迅速に対応し、ガラス・金属製の実験器具・装置のEquipment Development Teams

開発・製作・改良、本研究所機器・設備・ネットワーク

Research Equipment Management Team.

管理などの多岐にわたる技術補助を行い、本研究所の高度な研究を支えている。
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。
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・電気化学セル等を製作している。汎用の工作機械を用いた加工から、自動プログラムを用いた NC 加工までさまざまな機械工
作を行っている。
研究機器管理班：本研究所の走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、X 線光電子分光装置、吸着測定装置、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。

Ⅰ and

Ⅱ and theResearch Equipment Development TeamⅠ

manufactures glassware commonly used in chemical
experiments as well as special glassware that is notcommercially available, such as special spectrochemicalcells.
Research Equipment Development TeamⅡ is incharge of metals, polymers/plastics, and ceramics
processing. For example, special home-made vacuum
components and electrochemical cells are manufactured
and processed using automated/manually controlledmachine tools.
The Research Equipment Management Team is
responsible for maintaining common-use equipment,such as SEM, TEM, XPS, and NMR.
Our mission is to contribute to research at ICAT
through technical support. We aim to make user-friendly,
highly efficient equipment as requested, through active
discussion and consultation with the researchers fromthe early stages of development. Although we have
many years of experience in glassblowing and metal
processing, we make every effort to acquire new skills.

研究支援技術部

３Dプリンタ製作物(左︓改良品 右︓既製品)

21

TEM測定 技術部撮影 Pdナノ粒子断面
共同研究:大阪大学 有澤光弘教授

共同研究事業

Promotion of Cooperative Research

共同利用・共同研究拠点としての本研究所は、次の共同研究

We support research on catalysis and related fields through事業等を行っています。

the Joint Usage/Research Center Program and symposiums.

1 共同利用・共同研究

1. Joint Usage/Research Center Program

本研究所は、平成 22 年度から文部科学省の認定を受け、触媒化学研究の共同利用・共同研究拠点として、より深化した共同研究をすすめ、その成果が認められ、平成 28 年度に再度認定を受けました。
本学外の研究者が研究代表者となり、本研究所の教員を研究分担者として研究所において共同実施するもので、研究課
題があらかじめ設定されている「戦略型」（年 1 回公募）、申
請者自らが研究課題を設定する「提案型」（年 3 回公募）、「届出型」（通年）の区分により公募を行います（戦略型、提案型については研究所から研究費が支給されます）。また、本
研究所教員と継続的・組織的に協力して、共同利用・共同研
究を進める意欲的な研究者を「客員研究員」として若干名募
集いたします。
2 各種研究会等の開催(1) 研究討論会
平成 16 年度まで開催していた研究発表会と研究討論会を統合させ、平成 17 年度からは研究討論会として、全国の研究者による講演及び本研究所各部門・クラスターの研究成果
発表・討論を行っています。
(2) 国際研究集会
諸外国の研究者を招聘して、触媒化学の特定テーマについてシンポジウムを開催するもので、平成２年から開催しています。
(3) 情報発信型国際シンポジウム

The Institute for Catalysis has been authorized by MEXT
as a Joint Usage/Research Center for catalysis. Throughthis program, we provide financial and technical support tojoint research projects with our staff. The program is open
to researchers at both universities and public research
institutions. There are three categories for applications:
Strategic Research Project, Proposal-Based Project and OnDemand Collaboration. Applications are accepted once a
year for Strategic Research Project, three times a year for
Proposal-Based Project and at any time for On-Demand
Collaboration. Applicants are requested to contact our staff
member with whom they wish to collaborate.
We are also accepting applications for the position of Visiting
Scholar from highly motivated researchers to collaborate withthe faculty members on a continuous and systematic basis.
2. Symposium and other Programs(1) Research Symposium
The Research Symposium which showcases research
activities at the Institute for Catalysis is held every year.
Special lectures are delivered by invited speakers.
(2) International Symposium
We have organized many international symposia on specificthemes in catalytic chemistry featuring the participation of「日本が誇る先駆的研究成果を『日本の研究機関の主導で』 distinguished researchers from various countries.
海外において情報発信する」というコンセプトの基で企画・運営されています。平成 30 年度より若手研究者を対象に、招待講演枠を公募し、渡航費の一部を補助しています。
(4) 触媒科学研究所コロキウム
研究成果などを本研究所において紹介あるいは討論を希望
する方を対象に、研究所が主催するコロキウムとして講演して頂きます。
(5) 触媒高等実践研修プログラム
課題意識をもった研究者に対して触媒の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。本研究所の教員を指導者として本研究所内で施設、設備等を利用し研修を受けることができます。

(3) ICAT International Symposium abroad
This symposium is operated under our philosophy that aJapan’s own research institution should take the initiativein dissemination of information in overseas countries on
pioneering research outcome which the Japanese researchcommunity takes pride in. Since 2018, we invite young
researchers as invited speakers and provide a partial subsidy
for their travel expenses.
(4) ICAT Colloquium
For those who wish to present or discuss their research
results at ICAT, the institute provides an opportunity for alecture as an ICAT colloquium.
(5) Advanced Training Program for Catalytic Study (ATPCat)
ICAT provides an opportunity for practical education to theresearchers who have strong motivations to learn catalysis.

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）

統合物質創製化学研究推進機構

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「統合物質創製化学推進機構」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.

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