2022

北海道大学触媒科学研究所
Institute for Catalysis, Hokkaido University

Annual Report 2022

巻頭言
preface「北海道大学触媒科学研究所年報2022」の刊行にあたって「年報2022」の刊行にあたり，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．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．また，ターゲット研究部は8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，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，試料測定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．本研究所の運営については，触媒研究コミュニティーの代表である運営協
議会からの意見聴取を行い，改善に努めております．
触媒科学研究所の研究活動は好調を保っています．第三期中期計画期間の平均では，教員一人当たりの論文数は4本以上を保っており，被引用数top10%論文の割合は20%を超えています．光触媒，バイオマス変換触媒，環境触媒,有機合成触媒，キャタリストインフォマティクスに関する論
文の被引用数は概して高い状況にあります．また，外部との共同研究による成果として出版された論文の中にも質の高い論文が多く，表面構造解析，理論計算によるチーム
研究の成果が表れています．企業との関係においては，環境触媒，高分子機能性材料，バイオマス変換などにおいて積極的な共同研究が行われています．
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，国内の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．令和4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ネットワーク型の「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ました．本研究所
は本拠点の代表であり，拠点の運営委員会，課題等審査専
門委員会によるご支援のもと拠点活動を実施して参りました．拠点内の研究者が持つシーズと，拠点外の研究者のニーズのマッチングを図り，拠点全体で258件（本研究所では192件）の公募共同研究を令和4年度に実施しました．
公募共同研究の17%が国際共同研究であり，海外の研究者との共同研究の成果によって質の高い論文を出版することができました．被引用top10%論文の58%が海外の共同研
究者との共著論文です．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，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，研究成果の社会還元に努めてまいりました．
本研究所は，名古屋大学物質科学国際研究センター，京都大学化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．
令和5年度は，第4期中期計画期間の2年度目です．浦口
副所長，中野センター長をはじめ研究所構成員一丸となって，研究所と拠点の運営に尽力する所存です．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．

触媒科学研究所長
清水研一

1

目次
contents
巻頭言「北海道大学触媒科学研究所年報2022」の刊行にあたって ........................................ 1

沿革 .......................................... 20
2022年度の記録 ................................ 20

研究所編

研究室編

■概要と組織■基礎研究系

歴史 .......................................... 3
設置目的 ...................................... 3
目標と使命 .................................... 3
教育研究理念 .................................. 3
新しい触媒科学発展のための施策 ................ 3
組織 .......................................... 4
所長/特別招へい教授/基礎研究系/実用化推進系/
ターゲット研究部/附属触媒連携研究センター/研究支援技術部/所長室/北キャンパス合同事務部
管理運営 ...................................... 6
教授会/運営協議会（旧運営会議）/受託研究等受
入れ審査委員会/評価委員会/常置委員会/研究員・大学院生などの受入れ
財務 .......................................... 7
外部資金を含む2022年度の予算
施設 .......................................... 7
所在地/建物教育/人材育成/社会連携 ........................ 8
進 路 状 況 / 触 媒 化 学 の フ ロ ン テ ィ ア / Advanced
catalytic technologies for sustainable society / CSE
Summer School and ALP International Symposium/2022年北の国触媒塾/触媒科学研究所海外派遣制度/学生交流委員会
図書/学術情報 ................................ 10
図書/学術情報■国際・国内交流と共同研究交流協定 ..................................... 11
共同利用・共同研究拠点事業 ................... 11
管理運営/公募要項/2022年度の共同利用・共同研究
採択課題数
令和4年度～令和9年度文部科学省特別経費「学際統合物質科学研究機構」―北海道大学，名古屋大学，京都大学，九州大学～4大学の連携により物質創製化学の世界的ネットワークを築き，未来をけん引する若手
中核研究者ネットワークを構築 ............... 15
講演会・研究会など ........................... 16
Post Symposium of TOCAT9, 60th Aurora seminarand the 9th International Symposium of Institute for
Catalysis / ICAT-FHI Symposium :New Dimension
of Catalytic Surface Study / ICAT-IIT Indore Joint
Symposium on Catalysis / IMS-ICAT Joint
International Symposium of Surface Science for
Catalysis / ICAT International Symposium on
Catalysis / 情報発信型国際シンポジウム・オンライ
ン /触媒科学研究所コロキウム

2■沿革と記録

触媒表面研究部門 .............................. 22
触媒理論研究部門 .............................. 25
触媒反応研究部門 .............................. 29
物質変換研究部門 .............................. 32
触媒材料研究部門 .............................. 36
分子触媒研究部門 .............................. 40
高分子機能科学研究部門 ........................ 44■実用化推進系
研究開発部門 .................................. 47■ターゲット研究部 ............................ 48
触媒研究基盤開発クラスター .................... 49
規整表面ナノ構造研究クラスター ................ 50
プラズモン光触媒反応研究クラスター ............ 54
機能性合金触媒研究クラスター .................. 56
遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラスター ..... 58
ナノ界面反応場研究クラスター .................. 59
生体分子標識触媒研究クラスター ................ 61
データ駆動型触媒研究クラスター ................ 63■附属触媒連携研究センター ................... 65
フリッツ・ハーバー研究所ユニット/学際統合物質創製
化学研究推進ユニット/北大触媒アライアンスユニッ
ト/新放射光源触媒計測科学ユニット/キャタリストイ
ンフォマティクスユニット/アイシン-北大R＆Dラボ
ユニット■研究支援技術部 .............................. 67■その他の業績 ................................. 69

個人編■個人データ
個人データ .................................... 70
教職員の特許 .................................. 81
教職員の受賞 .................................. 81
2022年度担当講義 .............................. 81
2022年度学位審査 .............................. 82
2022年度委員・講師など ........................ 83
2022年度外部資金など .......................... 85

編集後記■編集後記 ...................................... 87■書誌情報 ...................................... 87

年報2022・研究所編●

概要と組織abstract and organization
歴史
触媒の社会的重要性に鑑み，触媒研究所（昭和18年1月30日設置）が設立された．平成元年5月29日に，触媒研究所を母体とし，「触媒化学に関する研究ならびに全国大学等との共同研究，共同利用に供する」ことを目的とする全国共同利用施設，触媒化学研究センターが設置された．その時限は10年（1998年度）とされていたが，平成10年には，
3部門9分野として拡充改組され，平成19年から7研究部門
体制の触媒基礎研究部と，これら部門と学内外の研究者が横断的に連携する7つの研究クラスターを擁した触媒ター
ゲット研究アセンブリ体制からなる新組織を始動させた．
平成22年には，文部科学省「共同利用・共同研究拠点」に採択され，国内唯一の触媒研究拠点として認定された．更に，平成24年以降の拡充改組では，新たに2部門―触媒理論化学研究部門と実用化基盤技術開発部がそれぞれ創設された．そして，平成27年10月1日，北海道大学の強みである触媒科学をさらに発展させるべく，触媒化学研究セン
ターから触媒科学研究所に改組した．令和4年4月1日より，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ネットワーク型の「触媒科学計測共同研究拠点」を開始した．

設置目的
触媒科学研究所は触媒科学に関する研究を行い，かつ，
国立大学の教員その他の者でこの分野の研究に従事するものの利用に供することを目的に設置された．

目標と使命
持続可能社会の実現が強く望まれている．持続可能社会実現のためには，物質・エネルギー生産・変換・利用を高効率で実現し，多様な資源を有効活用するための基礎科学と基礎科学に基づく実用化のための応用工学と技術開発が必要である．触媒科学はこの持続可能社会が必要とする
科学・技術を支える核心的学問分野であり，触媒科学の基礎研究を発展させ，触媒に関する基礎研究の成果を実用化につなげて地球規模のイノベーションを促進することは社会の強い要請である．
本研究所は，北大における世界トップクラスの触媒研究を一層推進し，産業化につなげて社会の強い要請に答える．
本研究所は異分野を融合した新たな触媒科学を創造し，国内外の研究者とのネットワーク拠点となって，"エネル
ギー・資源の多様化と高度利用に資する触媒の原理解明および新触媒合成技術の開発を進め，新規触媒の実用化を推進して，触媒先導イノベーションを起こし，持続可能社会を実現すること"を使命と目標として活動をおこなう．

●年報 2022・研究所編

教育研究理念国内外の研究者コミュニティと連携し，物質科学に通底する化学反応の反応機作と反応制御原理に関する基礎概念を明らかにする．この基礎概念に基づき，新しい触媒の創造と実用化を進め，触媒先導イノベーションを実現して，持って社会の負託に応える．
又，この活動を永続的に行い，触媒に関する知識と技術を広め，社会の発展に資する人材とリーダーの育成を進める．

新しい触媒科学発展のための施策
触媒科学研究所は触媒科学研究発展のために5つの施策を掲げる．
1．触媒科学の基礎研究の推進とこれを基にした実用化するための組織整備
触媒表面研究部門，触媒理論研究部門，触媒反応研究部
門，物質変換研究部門，触媒材料研究部門，光触媒科学研
究部門，分子触媒研究部門，高分子機能科学研究部門を設置し，幅広い触媒の各分野に対応するとともに，ターゲッ
ト研究部に設置したクラスターにおいて，准教授を中心に国内外の研究者と萌芽的，発展的研究を遂行する．一方で，基礎研究の成果を基に研究開発部門では，実用化推進を行う．こうした仕組みにより，学術を基盤とした触媒先導イノベーションを実現し，持続可能社会を実現する．
2．触媒に関する知識の蓄積と活用
触媒データベースをさらに拡充し，触媒に関する知識を集積する.一方で，人工知能やインフォマティクスを駆使して，この集積された知識を活用し，知識の社会還元を進める．
3．異分野融合
物質を変換し，化学反応速度を制御する触媒は化学の重要な分野である．しかし，今日の急速な科学技術の進歩は触媒を単に触媒化学の中で閉じることを許さず，新たな課
題解決のため，異分野の参入を必要とする．触媒科学研究
所は，従来の分野にとどまることなく，積極的に異分野との議論・連携を通じて，新しい触媒科学を創造する．
4．組織間連携
触媒科学研究所は20名強の小さい集団であるが，国内外の研究所,研究センターと連携することで，その力を増幅する．具体的には，産業化をミッションとする産業総合研
究所や量子ビームを用いて触媒構造を調べる高エネル
ギー加速器研究機構との連携を推進し，名古屋大学物質科
学国際研究センター，京都大学化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ともに，学際統合物質科学研究機構に参画する．この他にも連携先を探り，その組織間連携の中で，不足した力を補い，我が国全体の触媒科学の推進と若手人材育成を行う．この連携の拠点になるのが，新設された附属触媒連携研究センターである．附属触媒連携研究センターに連携先のユニットを作り，研究スペースを提供することで，連携先との緊密な3

関係を作りあげる．さらに今年度からは，北海道大学触媒科学研究所(ICAT)，大阪公立大学人工光合成研究センター(ReCAP)，産業技術総合研究所触媒科学融合研究センター(IRC3)，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(SRIS，学術協力機関として参画) ネットワー
ク型共同利用・研究拠点を構築し，新たな組織間連携活動を始めた．
5．国際ネットワークの構築
触媒科学研究所は様々な国の大学・研究機関と積極的に
学術交流協定を締結している．今後さらに協定締結を進め，全世界とのネットワーク構築を拡充する．また，新設された附属触媒連携研究センターでは，いくつかの研究所のユニット（FHIユニットなど）をセンター内に設置して，研究スペースを提供し，長期滞在型研究者の招へいを進める．また，研究所では16年にわたって海外派遣制度を実施してきた．このプログラムでは，大学院生・若手教員を世界に通用する後継者に育成すべく，海外のトップクラスの教員との共同研究を担当させて，世界規模の学術レベルへの向上および若手育成に貢献する．また，このような活動を通じて国際研究拠点の構築を行う．

フリッツ・ハーバー研究所ユニット
学際統合物質科学研究ユニット
北大触媒アライアンスユニット
新放射光源触媒計測科学ユニット
キャタリストインフォマティクスユニット
アイシン-北大R＆Dラボユニット
研究支援技術部
北キャンパス合同事務部■所長〈触媒科学研究所教授〉清水研一■特別招へい教授〈北海道大学名誉教授/特別招へい教授〉鈴木章■基礎研究系
触媒表面研究部門 〈教授〉朝倉清髙・〈准教授〉髙草木
達・〈研究員（研究推進支援教授）〉山本貞明・研究員2名・外国人研究員3名・大学院生8名・学部学生4名

組織2015年10月の改組後の本研究所は，触媒分野に新しいコ
ア化学を生み出すことを目的に基礎研究を推進する基礎研究系の8研究部門と基礎研究の成果を基に実用化推進を行う研究開発部門，および触媒を機軸とした科学・技術のイノベーションを目的とする自立集合型の研究クラス
ターからなるターゲット研究部で構成されている．また，研究支援技術部を擁している．事務は北キャンパス合同事
務部が行っている．
本研究所の常勤教職員（ターゲット研究部は所属教員など）および北キャンパス合同事務部の配置は以下のとおり（研究員/外国人研究員/大学院生については人数のみ表示）．非常勤職員と大学院生などは「研究室編」の各研究室の項目を参照．
所長
基礎研究系
触媒表面研究部門
触媒理論研究部門
触媒反応研究部門
物質変換研究部門
触媒材料研究部門
光触媒科学研究部門
分子触媒研究部門
高分子機能科学研究部門

触媒理論研究部門 〈教授〉長谷川淳也・〈准教授〉飯田健二・〈助教〉Min GAO［～2022/07/31］
・研究員2名・外国人研究員4名・大学院生4名・学部学生1名
触媒反応研究部門 〈教授〉中島清隆・〈助教〉大須賀遼太［2023/02/01～］
・〈客員准教授/大阪大学准教授〉満留敬人［2022/09/01～］
・研究員1名・外国人研究員3名・大学院生3名・研究生1名
物 質 変 換 研 究 部 門 〈 教 授〉 福 岡 淳 ・〈 助 教 〉 Abhijit
SHROTRI・〈客員准教授/東京大学准教授〉小林広和・研究員2名・外国人研究員3名・大学院生5名・学部学生1名・研究生1名
触媒材料研究部門 〈教授〉清水研一・〈准教授〉古川森也・〈助教〉鳥屋尾隆・〈技術専門職員〉下田周平・研究員2名・外国人研究員9名・大学院生31名・学部学生2名・研究生3名
光触媒科学研究部門 〈准教授〉Ewa KOWALSKA・研究員1名・大学院生1名
分子触媒研究部門 〈教授〉浦口大輔・〈准教授〉浅野圭
佑［2022/05/01～］
・〈助教〉趙強・学部学生5名
高分子機能科学研究部門 〈教授〉中野環・〈准教授〉Zhiyi
SONG・〈特任講師〉Nino Zavradashvili［2022/08/16～
2023/01/15］
・〈助教〉坂東正佳・外国人研究員1名・大学
院生6名・研究生3名

実用化推進系■実用化推進系

研究開発部門研究開発部門 〈教授〉長谷川淳也・〈研究員（研究推進支援教授）〉西田まゆみ・〈客員教授/産業技術総合研究所〉佐藤一彦/富永健一/浅川真澄/吉田勝/畑中雅隆・〈客員教授/ウェストコーナー〉隅田敏雄

ターゲット研究部
触媒研究基盤開発研究クラスター
規整表面ナノ構造研究クラスター
プラズモン光触媒反応研究クラスター
機能性合金触媒研究クラスター
遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラスター
ナノ界面反応場研究クラスター
生体分子標識触媒研究クラスター
データ駆動型触媒クラスター

4

附属触媒連携研究センター■ターゲット研究部
触媒研究基板開発研究クラスター＜拠点型＞ 〈リーダー/教授〉長谷川淳也・〈教授〉朝倉清髙/中島清隆/福岡淳/
清水研一/浦口大輔/中野環

年報2022・研究所編●

規整表面ナノ構造研究クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/准教授〉髙草木達・〈教授〉清水研一・〈学内研究協力
教員/地球環境科学研究院教授〉八木一三・〈学外研究協力教員/名古屋大学〉山田泰之・〈学外研究協力教員/東京大学〉佃達哉・〈学外研究協力教員/東京工科大学〉原
賢二・〈学外研究協力教員/物質・材料研究機構〉魚崎浩
平/増田卓也・〈学外研究協力教員/国際基督教大学〉
Wang Jae CHUN〈学外研究協力教員/お茶の水女子大学〉
近藤敏啓・〈学外研究協力教員/理化学研究所〉瀧川一学・〈学外研究協力教員/慶應義塾大学〉近藤寛■附属触媒連携研究センター

プラズモン光触媒反応研究クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/准教授〉Ewa KOWALSKA・〈准教授〉髙草木達・〈 学 外 研 究 協 力 教 員 / 芝 浦 工 業 大 学 〉 Izabela
RZENZNICKA〈学外研究協力教員/京都大学〉阿部竜・〈学外研究協力教員/The West Pomeranian University ofTechnology （ ポ ー ラ ン ド ）〉 Agata MARKOWSKASZCZUPAK〈学外研究協力教員/パリ大学（フランス）〉
Hynd REMITA/Christophe COLBEAU-JUSTIN〈学外研究協力教員/スウィンバーン大学（オーストラリア）〉
Saulius JUODKAZIS〈学外研究協力教員/グダンスク大学（ポーランド）〉Adriana ZALESKA〈学外研究協力教員/ウルム大学（ドイツ）〉Sven RAU〈学外研究協力教員/Poznan University of Technology（ポーランド）〉Marcin
JANCZAREK〈学外研究協力教員/湖北工業大学（中国）〉Zhishun WEI〈学外研究協力教員/湘潭大学（中国）〉
Shuaizhi ZHENG 〈 学 外 研 究 協 力 教 員 /University of
Warsaw（ポーランド）〉Damian KOWALSKI〈学外研究協
力教員/Cardiff University（英国）〉Emma RICHARDS

北大触媒アライアンスユニット 〈ユニット長/教授〉長
谷川淳也・〈学内研究協力教員/農学研究院教授〉森春英・〈学内研究協力教員/理学研究院教授〉武次徹也・〈学内研究協力教員/工学研究院教授〉幅﨑浩樹/向井紳/柴山
環樹［～2022/11/30］・〈学内研究協力教員/工学研究院
准教授〉坂口紀史［2022/12/01～］
・〈学内研究協力教員/薬学研究院教授〉松永茂樹［～2023/3/31］
・〈学内研究
協力教員/地球環境科学研究院教授〉小西克明/神谷裕一

機能性合金触媒研究クラスター＜展開型＞ 〈〈リーダー/准教授〉古川森也・〈教授〉朝倉清髙/長谷川淳也・〈学
外研究協力教員/東北大学〉亀岡聡・〈学外研究協力教員/高知大学〉小河脩平・〈学外研究協力教員/シンガポー
ル国立大学〉Ning YAN
遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラスター＜展開型＞〈リーダー/准教授〉Zhiyi SONG〈学外研究協力教員/徳島大学〉小笠原正道・〈学外研究協力教員/芝浦工業大学〉
永直文・〈学外研究協力教員/近畿大学〉今井喜胤・〈学
外研究協力教員/Renmin University of China〉Zhiping LI
ナノ界面反応場研究クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/
准教授〉飯田健二・〈准教授〉古川森也・〈学外研究協力
教員/筑波大学〉矢花一浩・〈学外研究協力教員/京都大学〉寺西利治・〈学外研究協力教員/東京理科大学〉根岸雄一・〈学外研究協力教員/豊橋技科大〉八井崇・〈学外研究協力教員/アルバータ大学〉Andriy KOVALENKO
生体分子標識触媒研究クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/准教授〉浅野圭佑［2022/07/01～］・〈学外研究協力教員/産業技術総合研究所〉生長幸之助［2022/07/01～］
・〈学外研究協力教員/大阪大学〉真鍋良幸［2022/07/01～ ］・〈 学 外 研 究 協 力 教 員 / 九 州 大 学 〉 堀 雄 一 郎［2022/07/01～］・〈学外研究協力教員/京都大学〉上田善弘［2022/07/01～］
データ駆動型触媒クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/助教〉鳥屋尾隆［2022/08/01～］
・〈学外研究協力教員/Delft
University of Technology（オランダ）〉浦川篤［2022/08/01～］
・〈学外研究協力教員/Paul Scherrer Institut（スイス）〉Davide FERRI［2022/08/01～］
・〈学外研究協力教員/理化学研究所〉瀧川一学［2022/08/01～］
・〈学外研究協力
教員/神奈川大学〉石川理史［2022/08/01～］・〈学外研
究協力教員/慶應義塾大学〉豊島遼［2022/08/01～］●年報 2022・研究所編

フリッツ・ハーバー研究所ユニット フリッツ・ハーバー
研究所ユニット 〈ユニット長/教授〉長谷川淳也・〈教授〉朝倉清髙・〈客員教授/Fritz Haber Institute of the Max
Planck Society 〉 Hans-Joachim FREUND/Matthias
SCHEFFLER〈客員准教授/分子科学研究所〉熊谷崇
学際統合物質科学研究ユニット 〈ユニット長/教授〉中野環・〈教授〉朝倉清髙/長谷川淳也/中島清隆/福岡淳/
清水研一/浦口大輔

新放射光源触媒計測科学ユニット 〈ユニット長/教授〉
朝倉清髙・〈教授〉清水研一/福岡淳/中島清隆・〈准教授〉
髙草木達/古川森也・〈助教〉鳥屋尾隆/Abhijit SHROTRI〈客員教授/東北大学〉村松淳司/西堀麻衣子/髙橋幸生
キャタリストインフォマティクスユニット 〈ユニット長/教授〉長谷川淳也・〈教授〉清水研一・〈准教授〉髙草
木達・〈助教〉鳥屋尾隆・〈客員准教授/産業技術総合研究所〉矢田陽・〈学内研究協力教員/理学研究院准教授〉
髙橋啓介・〈理化学研究所〉瀧川一学
アイシン-北大R＆Dラボユニット 〈ユニット長/教授〉
福岡淳［2023/01/01～］
・〈教授〉清水研一［2023/01/01～ ］ / 中 島 清 隆 ［ 2023/01/01 ～ ］・〈 助 教 〉 鳥 屋 尾 隆［2023/01/01～］/Abhijit SHROTRI［2023/01/01～］
・〈招
へい教員/株式会社アイシン〉高野一史［2023/01/01～］■研究支援技術部〈班長〉石川勝久
第一研究機器開発班〈技術主任〉長谷川貴彦
第二研究機器開発班〈技術主任〉川村裕介・〈技術専門職員〉向井慎吾研究機器管理班〈技術主任〉山岸太平■所長室〈事務補助員〉後藤愛［～2022/04/30］
・〈研究支援推進員〉
後藤愛［2022/05/01～］
・〈特定専門職員〉久保田亜美［～2022/06/16］/久保田亜美［2023/01/01～］■北キャンパス合同事務部〈事務長〉中田雄二
総務担当 〈係長〉岩部もゆみ・〈主任〉豊島理恵［～2022/09/30］/敦賀千佳子・〈係員〉沼倉明紗美/川瀬恵
美理/伊藤来美［2022/10/01～］/松坂知里・〈事務補佐員〉岩谷陽子［～2022/12/31］/髙橋法子［～2022/12/31］/東盛由希子［2022/12/22～］/駒井京子［2023/01/01～］
研究協力担当 〈係長〉吉泉綾・〈主任〉山本一博［～2022/06/30］/小関弘悦・〈事務補助員〉赤塚正訓・〈事務補佐員〉小林梨江・〈研究支援推進員〉大滝希志子
会計担当 〈係長〉梶栄治/越智亨・〈係員〉市原砂知/中澤麗花/二ノ上陽太/三浦辰也/鈴木桃華・〈事務補佐員〉

5岡内啓子/吉村牧子/武田貴子・〈研究支援推進員〉河村
夢乃
北キャンパス図書室〈係員〉前田翔太

管理運営
本研究所は触媒科学に関する我が国の研究の中心として，共同利用・共同研究を推進している．現在，教授会を最高意思決定機関としている．国内外のコミュニティの意
見を集約し，研究所の管理運営・運営計画・人事に助言を行う運営協議会，研究所の活動に対して，年報をもとに，毎年評価と自己点検を行う評価委員会が設置され，所長に対して，適切なコメントをすることで，開かれた触媒科学
研究拠点を目指している．
こうした外部も含めた意見は所長に集約し，教授会にフィードバックする．実際に管理運営をする組織としては，第一（出版広報）第二（環境安全）および第三（計画策定・予算）の三常置委員会がおかれている．また，外部との連携を推進するための附属触媒連携研究センターがある．さらに准教授を中心として活動するターゲット研究部の会議も所長が指揮し，若手人材が活躍しやすい環境形成に尽力している．
教授会
所長
副所長

常置委員会
第一常置委員会
第二常置委員会
第三常置委員会

州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所 附属三井化学カーボンニュートラル研究センター教授〉中村潤児［2022/04/01～2024/03/31］〈三菱ケミカル株式会社
Science & Innovation Centerエグゼクティブフェロー〉
瀬戸山亨［2022/04/01～2024/03/31］〈東北大学副理事国
際放射光イノベーション・スマート研究センター長〉村松
淳司［2022/04/01～2024/03/31］〈（株）豊田中央研究所ビ
ヨ ン ド Ｘ 研 究 部 門 理 事 〉 稲 垣 伸 二 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］■受託研究等受入れ審査委員会〈触媒科学研究所長〉清水研一〈触媒科学研究所教授〉浦口大輔［2021/10/01～2023/09/30］〈理学研究院教授〉武次徹也［2017/04/01～2024/03/31］〈工学研究院教授〉幅
﨑浩樹［2017/04/01～2024/03/31］〈地球環境科学研究院
教授〉小西克明［2017/10/01～2023/09/30］■評価委員会〈触媒科学研究所長〉清水研一〈触媒科学研究所教授〉朝倉清髙〈触媒科学研究所教授〉長谷川淳也〈触媒科学研究所教授〉中島清隆〈触媒科学研究所教授〉福岡淳〈触媒科学研究所教授〉浦口大輔〈触媒科学研究所教授〉中野環〈京都大学名誉教授〉江口浩一［2018/04/01～2024/03/31］〈薬学研究院教授〉松永茂樹［2017/10/01～2023/03/31］〈農学研究院教授〉森春英［2017/10/01～2024/03/31］〈工学研究院教授〉柴山環樹［2017/10/01～2024/03/31］〈東京大学特別教授・信州大学特別特任教授〉堂免一成［2018/04/01～2024/03/31］

附属触媒連携研究センター長
ユニット連絡会議
ターゲット研究部会議
運営協議会
評価委員会

■教授会

第一常置委員会 〈教授〉福岡淳（委員長）〈教授〉朝倉清髙（副委員長）〈准教授〉飯田健二〈教授〉中島清隆〈准教授〉古川森也〈准教授〉KOWALSKA EWA KATARZYNA〈教授〉浦口大輔〈准教授〉宋志毅〈技術専門職員〉山岸太平〈特定専門職員〉久保田亜美

朝倉清髙［2015/10/01～］長谷川淳也［2015/10/01～］福岡淳［2015/10/01～］清水研一［2015/10/01～］浦口大輔［ 2020/04/01 ～ ］ 中 野 環 ［ 2015/10/01 ～ ］ 中 島 清 隆［2022/04/01～］

第二常置委員会 〈教授〉浦口大輔（委員長）〈教授〉中
島清隆（副委員長）〈准教授〉髙草木達〈助教〉高敏〈助教〉SHROTRI ABHIJIT〈助教〉鳥屋尾隆〈准教授〉KOWALSKAEWA KATARZYNA〈教授〉中野環〈技術専門職員〉石川勝
久■運営協議会（旧運営会議）

第三常置委員会 〈教授〉長谷川淳也（委員長）〈教授〉
中野環（副委員長）〈教授〉朝倉清髙〈教授〉中島清隆〈教授〉福岡淳〈教授〉清水研一〈教授〉浦口大輔〈触媒科学研究所長〉清水研一〈触媒科学研究所教授〉福岡淳［2022/04/01～2024/03/31］〈触媒科学研究所教授〉
浦口大輔［2022/04/01～2024/03/31］〈地球環境科学研究院教授〉小西克明［2022/04/01～2024/03/31］〈理学研究院教授〉武次徹也［2022/04/01～2024/03/31］〈薬学研究院教授〉松永茂樹［2022/04/01～2023/03/31］〈農学研究院教授〉森春英［2022/04/01～2024/03/31］〈工学研究院
教授〉幅﨑浩樹［2022/04/01～2024/03/31］〈工学研究院教授〉柴山環樹［2022/04/01～2024/03/31］〈九州大学先導物質化学研究所 所長・物質基盤化学部門教授〉吉澤一成［2022/04/01～2024/03/31］〈京都大学名誉教授〉江口浩一［2022/04/01～2024/03/31］〈京都大学大学院薬学研究科特任教授〉丸岡啓二［2022/04/01～2024/03/31］〈名古屋大学物質科学国際研究センター教授〉唯美津木［2022/04/01～2024/03/31］〈東京大学特別教授・信州大学特別特任教授〉堂免一成［2022/04/01～2024/03/31］〈九6■常置委員会■研究員・大学院生などの受入れ本研究所では，研究員及び外国人研究員の受入れに関する内規を定め，多数の国内外の研究員を受入れ，本研究所
教員との共同研究を実施するとともに，学内においては，
大学院教育にも参画し多数の学生を受入れ指導を行っている．
研究員 （1）内地研究員，私学研修員，専修学校研修員，
公立大学研修員及び受託研究員等の制度により派遣される研究者 （2）国立大学法人北海道大学共同研究取扱規程により受入れる研究者 （3）日本学術振興会特別研究員に採用の研究者 （4）本学又は他大学を退職した教員
及び企業等において優れた研究業績を有し当該企業等を退職した研究者で，本研究所の研究の推進支援を目的とし年報2022・研究所編●

て受入れる者 （5）競争的研究資金により受入れる研究者(非正規職員として雇用する場合を除く) （6）本学の大学院博士課程を修了後，1年未満で正規の職を有しない者（7）他大学の大学院生(特別研究学生等の正規学生を除く) （8）その他本研究所において研究等を行うことを目的として受入れる研究者
外国人研究員 （1）政府と外国政府間の協定等により招へいの外国人研究者 （2）日本学術振興会，国際交流基
金，国際協力機構等の公的機関により招へいの外国人研究者 （3）本学における国際交流のための基金等により招へいの外国人研究者 （4）その他本研究所において研究等を行うことを目的として訪れまたは招へいする外国人
研究者
大学院生・学部学生 基礎研究系の各研究部門において受け入れている．所属研究科等は以下のとおり．
大学院工学院/工学部： 触媒表面研究部門（朝倉研究室）
大学院総合化学院/工学部： 触媒材料研究部門（清水研究室）
大学院環境科学院：

触媒反応研究部門（中島研究室）

大学院生命科学院/薬学部： 分子触媒研究部門（浦口研究室）
大学院総合化学院/理学部: 物質変換研究部門（福岡研究室）
・高分子機能科学研究部門（中野研究室）
・触媒理論
研究部門（長谷川研究室）
受入状況（かっこ内は留学生で内数）《2022年度》研究員5名・外国人研究員12名・大学院生57（34）名・学部学生13名・研究生8（8）名

財務■外部資金を含む2022年度の予算《2022年度》 （前年比：1.221/2003年度比：2.034）
運営費交付金92,148千円
科学研究費補助金
93,041千円
間接経費（科学研究費補助金）
10,523千円
産学連携経費7,056千円
受託研究
186,386千円
民間等との共同研究
48,988千円
奨学寄付金
6,800千円
その他研究助成
14,389千円
間接経費（その他研究助成）
14,597千円
合計
473,928千円［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）の内訳＝新学術領域研究：1件/基盤研
究（A）：2件/基盤研究（B）：7件/基盤研究（C）：3件/挑戦的研究（開拓）：2件/挑戦的研究（萌芽）：1件/若手研究：
1件/国際共同研究加速基金（国際共同研究強化（B））：1件/特別研究員奨励費：6件/合計24件・92,200 千円］

施設■所在地
旧触媒化学研究センターは，2003年10月まで，移転途中の中間段階をのぞき，北海道大学南キャンパス内の触媒化学研究センター棟に所在（現在は理学部8号棟）．2003年11月より北海道大学構内北キャンパス内の創成科学研究棟（001-0021 札幌市北区北21条西10丁目）に移り，触媒科学研究所に改組した後も同地に所在する．

■建物
2,435平方メートル（北海道大学創成科学研究棟内の占有面積）●年報 2022・研究所編

7教育/人材育成/社会連携
触媒科学研究所は研究機関であるが，各研究部門が属す
る工学院，環境科学院，総合化学院および生命科学院において大学院教育を行うとともに，全学教育科目および関連する学部の専門科目の担当，触媒化学に関連する研究会の実施を通じ広く教育活動を行っている．（担当講義および本研究所に所属の学生等の学位審査については《個人編》
を参照されたい．
）
また，「触媒科学研究所海外派遣制度」による大学院生と若手教員の海外諸外国における研究の促進，「触媒高等実践研修プログラム」による触媒を専門とする研究者・学生のほか，企業，研究機関，大学，高校等に所属する必ずしも触媒を専門としない研究者，技術者，教育者に対する触媒研究の研修機会の提供，さらに，学生交流委員会による研究室をこえたセンター内の交流をすすめている．

■進路状況
触媒科学研究所配属学生のうち2022年度修了者の進路状況は以下のとおり．
進路
修士/博士進学大学
公的研究機関
官公庁
民間企業
その他
合計

博士修了
7
0
0
4
0
11

修士修了
6
0
0
1
14
1
22

学部卒業
2
1
0
1
3
2
9

■触媒化学のフロンティア
全学教育科目（総合科目）の「触媒化学のフロンティア」
は触媒科学研究所が担当し，教員のうち，教授および准教授全員によるオムニバス形式の講義および最終回の触媒科学研究所見学会を行っている．シラバスデータと各回の講義担当は以下のとおり．
開講日： 第1学期金曜日第5講時（16：30～18：00）
教室：高等教育推進機構E308室
受講者数：25人以下
責任教員： 清水研一
キーワード： 触媒，化学物質，環境とエネルギー，持続的な発展
授業の目標： 触媒とは，それ自身は変化せずに化学反応を促進する効果を持つ物質のことを指します．ある特定の物質を効率よく合成したり，有害な化学物質を無害化した
りするのに不可欠です．エネルギーを生む過程でも触媒は欠かせません．われわれの体の中でも，酵素（触媒）が働いています．このように，触媒は今や化学を支えるもっとも重要な概念のひとつであり，持続的な化学工業の発展のためには不可欠な化学物質です．触媒科学研究所では，触媒による化学反応のしくみを明らかにし，新しい触媒の開発をめざしていろいろな角度から研究を進めています．本
講義では，触媒科学研究所の教員が，触媒研究の最先端の内容や将来展望をやさしく解説します．また，北大の掲げる“国際性の涵養”の観点から，英語による講義も一部行います．
到達目標： 触媒化学の最先端のトピックスを学ぶことを通じて，触媒の役割を理解し，正しい物質観にもとづいた

8

科学的な考え方を身につけ，資源とエネルギー，環境と化
学物質，社会のあり方などについて学ぶことを目標とします．
授業計画：触媒科学研究所の教員がオムニバス形式で，各専門分野について最新のトピックを講義します．外国人教員による英語授業が１回含まれています．最後の２回は，
北キャンパスにある触媒科学研究所で見学会等を行います．
準備学習（予習・復習）等の内容と分量： 復習を兼ねて
課題レポート等を出します．
成績評価の基準と方法： 出席状況と各担当教員から出される課題へのレポート等により評価します．
授業アンケート評価（回答：6人/最高5）：3.97
各回の講義： 第1回（2022/04/15）清水研一「ガイダンスと金属ナノ粒子の触媒作用」・第2回（2022/04/22）古川森也「金属触媒の設計と開発」・第3回（2022/05/06）朝倉清髙「表面反応のナノマッピング」・第4回（2022/05/13）髙
草木達「走査型トンネル顕微鏡：原子・分子の直接観察と制御」・第5回（2022/05/20）中島清隆「固体触媒によるバイオマスの資源化」・第6回（2022/05/27）飯田健二「触媒反応を理解するための分野を超えた理論の融合」・第7回（2022/06/10）福岡淳「野菜・果物の鮮度を保つ触媒の化学」・第8回（2022/06/17）浅野圭佑「有機触媒を利用した分子の合成と観察」・第9回（2022/06/24）中野環「高分子の立体構造と機能」
・第10回（2022/07/01）宋志毅「クロスカ ッ プ リ ン グ 反 応 中 の パ ラ ジ ウ ム 触 媒 」・ 第 11 回
（2022/07/08）浦口大輔「分子のかたちを決める分子触媒」
・
第12回（2022/07/15）長谷川淳也「理論・計算化学による触媒反応研究」・第13回（2022/07/22）Ewa KOWAKSKA「Science or Magic, Science and Art, Science in Daily Life.」
・
第14回（2022/07/29）清水研一「Webによる触媒科学研究所の見学」
・第15回（2022/08/05）清水研一「触媒科学研究所の見学（研究室紹介）」■Advanced catalytic technologies for sustainable
society
主催：Hokkaido Summer Institute
開講日時：2022年7月4日（月）～7月6日（水）会場：オンライン
受講登録者数：26名
概略：Hokkaido Summer Instituteは，北海道大学に世界の第一線で活躍する優れた教育研究業績・活動歴を有する研究者を招聘し，本学教員と協働で教育活動を実施するプログラムである．授業は英語で行われ，海外の大学からの受講生も受け入れている．今年度の開催も新型コロナウィルスの影響のため，すべてオンライン講義となった．本講義では，触媒科学研究所のAbhijit Shrotri助教，宋志毅准教授，
中島清隆教授に加え，オランダのEindhoven University ofTechnologyからEmiel Hensen氏を，中国の河南化学研究所から趙亮氏を，更にはジョージアのAgricultural Universityof GeorgiaからNino ZAVRADASHVILI氏を招聘し，“持続可能な社会の構築”に寄与する，最先端の触媒技術についてのオムニバス講義を実施した．次世代の持続可能なモノづくりを実現するためには，循環型資源の活用，環境負荷を極限まで減らした化学プロセスの構築，消費エネルギーを大幅に低減した省エネプロセスの設計，など解決すべき多くの課題がある．
“触媒”は化学反応の効率を支配するファクターのひとつであり，その発展こそが持続可能社会の構築のカギとなる．本講義は，学生にとって最先端の研究成

年報2022・研究所編●

果にも触れることができる機会となり，高い教育効果があったと期待できる．
各 回 の 講 義 ： ○ Dr. Abhijit Shrotri (Institute for Catalysis,
Hokkaido University): Principal for design and characterizationof heterogeneous catalysts/ Application of heterogeneous
catalysts for carbon dioxide hydrogenation, ○Dr. Zhiyi SONG
(Institute for Catalysis, Hokkaido University): Applications oftitanium compounds in organic synthesis, ○ Dr. Kiyotaka
NAKAJIMA (Institute for Catalysis, Hokkaido University):
Smart biomass conversion using heterogeneous catalysts:
principal and latest examples, ○ Dr. Emiel J. M. Hensen(Eindhoven University of Technology): Lignin varolization
using heterogeneous catalysts, ○Dr. Nino ZAVRADASHVILI(Agricultural University of Georgia): Synthesis and applicationsof polymers with defined stereostructure, ○ Dr. Liang Zhao
(Henan Academy of Science): Polymer materials for purificationof organic pollutants in water (I)/ Polymer materials for
purification of organic pollutants in water (II)August 7th (Sun.)
10:00 – 11:00 Special lecture 2 (Prof. Dr. Shengfu Tong) 11:1012:10 Oral Presentation
11:10 – 11:25 Yan-Sin Huang
11:25 –11:40 Tong Fang
11:40–11:55 Soichiro Kawagoe
11:55–12:10 Shinji Noguchi
12:10 – 12:30 Closing session■ CSE Summer School and ALP International
Symposium
主催：CSE-ALP International Summer School 実行委員会
共催：触媒科学研究所， 総合化学院，
物質科学フロンティアを開拓する Ambitious リーダー育成プログラム，
フロンティア化学教育研究センター， 国際先端物質科学
大学院， スマート物質科学を拓くアンビシャスプログラ
ム

集合写真■2022年北の国触媒塾
主催：触媒学会北海道支部

日時：2022年8月6日（土）～8月6日（日）共催：北海道大学触媒科学研究所

会場：北海道大学 創成研究機構・オンライン（Zoom）

協賛：日本化学会

参加登録者：37名（博士課程学生25名，修士課程学生3名，学部生0名，研究員・ 教員9名）

日時：2022年6月25日（土）08:50-17:30

概略：本イベントは総合化学院（CSE）の博士学生によって組織された実行委員会により企画・運営される国際シンポジウムとして，総合化学院が設立された2010年から継続して実施された．当初，北海道大学グローバルCOEの博士
育成プログラムの一環として実施されたが，2012年のグ
ローバルCOE終了に伴い，総合化学院が主催し，触媒化学
研究センター（現: 触媒科学研究所）が共催する形で 「総合化学院 夏の学校」を継続した．2013年は同年夏に開催された ISHHC-16（旧触媒化学 研究センター主催）のポス
トシンポジウムとして実施した．2019年からは物質科学フ
ロンティアを開拓するAmbitiousリーダー育成プログラム（ALP）で実施されてきた国際シンポジウムと合同開催した ． ALP 生 が 加 入 し そ れ に 伴 い ， 名 称 を 「 CSE-ALPInternational Summer School」に変更した．2020，2021年はコロナのパンデミックのため，完全オンライン開催であったが，2022年は運営委員会にスマート物質科学を拓くアン
ビシャスプログラム（SMatS）生が加わり，初の現地・オ
ンライ ンハ イブ リッ ド形 式 で開催 した ．聴 講やSocial
gatheringはオンライン開催とすることで幅広い参加者を集めることができた．一部の招待講演や口頭発表は，オンラインだからこそ海外や徳島県からの発表が実現できた．

参加者：149名

プログラム
August 6th (Sat.)
13:00 – 13:10 Opening Session
13:10 – 14:10 Special lecture 1 (Prof. Dr.Tamiki Komatsuzaki)
14:20 – 15:20 Recreation
15:30 – 17:00 Poster Presentation
19:00 – 20:30 Social gathering●年報 2022・研究所編

会場：オンライン開催（Zoom配信）
概略：触媒科学研究所では，触媒学会が開催する「北の国触媒塾」を共催している．この講習会の目的は，触媒の研究を行っている研究室に配属された大学院生・学部学生，
および一般の方に触媒の基礎を学んでもらうことである．
本年は触媒材料研究部門の飯田健二准教授が事務局を担当し，6月25日にオンライン（Zoom配信）で開催された．
触媒学会北海道支部長の神谷裕一教授（北大院地球環境）から開塾挨拶と概要説明が行われ，坂上敏寛先生（北見工業大学）により触媒材料と触媒調製法，萩野勲先生（北大院工）により触媒の構造解析(I)，神田康晴先生（室蘭工大）により触媒の構造解析(Ⅱ)，中島清隆先生（北大触媒研）により酸塩基触媒の反応と解析，清水研一先生（北大触媒研）により金属ナノ粒子・遷移金属酸化物の触媒作用，
中坂佑太先生（北大院工）により固体触媒反応の反応速度論，福岡淳先生（北大触媒研）により触媒の実用化：概論とケーススタディについて講じられた．
オンライン開催のため全国の大学・企業から大勢の参加者があり，例年以上に盛況の様相を呈した．短時間に濃密な内容の講義がなされ，またチャット機能を活用したことにより例年よりも多くの質問が参加者からなされた．オンライン開催のメリットが良い形で現れた典型的な成功例であったと思われる．
8:50-09:00

開塾式・概要説明

9:00-10:00

触媒材料と触媒調製法
大学

10:05-11:05

触媒の構造解析(I)
院工学研究科坂上敏寛/北見工業

荻野勲/北海道大学大学

9

11:10-12:10

触媒の構造解析(II)学

14:05-15:05

酸塩基触媒の反応と解析
大学触媒科学研究所

中島清隆/北海道

11:10-12:10

固体触媒反応の反応速度論
道大学大学院工学研究科

中坂佑太/北海

15:15-16:15

金属ナノ粒子・遷移金属酸化物の触媒作用
清水研一/北海道大学触媒科学研究所

16:20-17:20

触媒の実用化：概論とケーススタディ
岡淳/北海道大学触媒科学研究所

17:25-17:30

閉塾式

神田康晴/室蘭工業大

福■触媒科学研究所海外派遣制度
本制度は旧触媒化学研究センター（現触媒科学研究所）
内規として2004年12月24日に協議員会において制定され，2度の改正をへて現在にいたっている．内容は以下のとおり．
（1）派遣先： 本研究所が研究交流を行っている機関とする．
（2）派遣人数： 毎年3名程度 （3）派遣対象者：
触媒科学研究所所属の大学院生および教員 （4）派遣期
間： 2～3か月間 （5）派遣経費：研究所経費から交通費及び滞在費を支給する（滞在費を派遣先の大学などが負担する場合は，この限りではない）．派遣経費は1名あたり600千円を限度とする．
2022年度実績：COVID-19流行のため実施なし■学生交流委員会
所属大学院がことなる触媒科学研究所配属学生間，研究室間の交流を深めることを目的として設置される委員会
で，毎年度各研究室から委員を出して構成している．触媒化学研究センター談話会（2010年度途中から触媒化学研究センターコロキウム，2015年10月から触媒科学研究所コロキウム）が主催して年度末に開催していた「触媒化学研究センター大学院生の交流発表会/送別会（歓送会）」（第1回
は1995年度）は2006年度から，触媒化学研究センター有志が世話をしていた「触媒化学研究センターソフトボール大会/ジンギスカンパーティ」は2008年度から学生交流委員会が担当している．2015年10月より名称をそれぞれ「触媒科学研究所大学院生の交流発表会/送別会（歓送会）」「触媒科学研究所ソフトボール大会/ジンギスカンパーティ」とした．2022年度の活動は以下のとおり．

図書/学術情報■図書
旧触媒化学研究センター図書室は2003年11月に北海道大学構内北キャンパス内創成科学研究棟に移転した後，名称は変更せずに創成科学研究棟（触媒化学研究センター/
創成科学研究機構/電子科学研究所）の共通の図書室として運用されてきたが，2005年からは名称を「北キャンパス
図書室」とした．2010年に電子科学研究所の移転にともな
い，2008年8月11日に同研究所図書室と統合された（名称は「北キャンパス図書室」．北キャンパス総合研究棟5号館［電子科学研究棟］1階）．
図書予算（2022年度）： 148千円
蔵書数と所蔵雑誌（触媒科学研究所分）： 蔵書（和書）4,812冊/和雑誌85種類・蔵書（洋書）16,781冊/洋雑誌379種
類・合計：蔵書21,593冊/雑誌464種類■学術情報
出版物《触媒科学研究所出版物（定期刊行物）》(1)北海道大学触媒科学研究所年報2022（2023年8月刊行/A4判/87ページ）
データベース(1)触媒物質データベース（触媒化学研究者が自ら選び出した触媒物質・触媒作用に関する「確実な」情報を集積し，新たな知の創成や知の共有をめざす・1203件・担当：
清 水 研 一 ） https://www.cat.hokudai.ac.jp/catdb/index.php《2022年度：追加/更新0件》(2)XAFSデータベース（さまざまな化合物のXAFSデータ
をfoilなどの共通的なデータとあわせて掲載することにより，エネルギー軸を統一したデータベースを構築・
1014件・担当：清水研一）https://www.cat.hokudai.ac.jp/
catdb/index.php《2022年度：追加/更新770件》

ソフトボール大会/ジンギスカンパーティ
COVID-19流行のため中止
触媒科学研究所第26回大学院生の交流発表会/歓送会
COVID-19流行のため中止

10

年報2022・研究所編●

国際・国内交流と共同研究
international and domestic exchange and collaboration
交流協定

中国・人民大学化学系 部局間友好学術交流協定（締結：2016/11/18・期限：2026/11/18《自動更新》）

世界の触媒研究者との連携を進め，世界的レベルでの触媒研究方向を定め，触媒研究を活発化させることを本研究所の目標としている．その一環として，さまざまな国の触媒研究機関と積極的に学術交流協定を締結している．

タイ・ヴィデャシリメディ科学技術大学 部局間友好学術交流協定（締結：2017/02/27・期限：2027/02/27《自動更新》）■2021年度までに締結されて2022年度に有効な協定

オランダ・アイントホーフェン工科大学化学工学・化学科
部局間友好学術交流協定（締結：2018/08/07・期限：
2023/08/07《自動更新》）

中国・石油大学（北京）化工学院 部局間友好学術交流協定（締結：1999/12/07・期限：2024/12/07《自動更新》）

中国・科学院大学 大学間友好学術交流協定〈関係部局〉（締結：2017/12/12・期限：2027/12/12《自動更新済》）

中国・北京大学 大学間学術交流に関する協定〈関係部局〉（締結：2003/02/19・期限：2028/02/19《自動更新済》）

ドイツ・フリードリヒ・アレクサンダー大学エアランゲン＝ニュルンベルク化学反応工学研究所 部局間友好学
術交流協定（締結：2018/09/17・期限：2023/09/17《自動更新》）

中国・華東師範大学化学系 部局間友好学術交流協定（締結：2005/03/18・期限：2025/03/18《自動更新》）

中国・華中師範大学化学学院 部局間友好学術交流協定（締結：2018/11/28・期限：2023/11/28《自動更新》）

ドイツ・マックスプランク協会フリッツハーバ研究所 部
局 間 友 好 学 術 交 流 協 定 （ 締 結 ： 2005/12/26 ・ 期 限 ：2025/12/26《自動更新》）

ジョージア・トビリシ国立医科大学イオベルクタテラー
ゼ薬化学研究所 部局間友好学術交流協定（締結：2019/02/25・期限：2024/02/25《自動更新》））

中国・厦門大学固体表面物理化学国家重点実験室 部局間
友好学術交流協定（締結：2007/10/09・期限：2027/10/09《自動更新済》）
中国・清華大学 大学間学術交流に関する協定〈責任部局〉（締結：2008/06/30・期限：2023/06/30《自動更新》）
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 部局間友好学術交流協定（締結：2010/03/15・期
限：2025/03/15《自動更新》）
ポーランド・西ポメラニアン工科大学化学・環境工学研究
所 部局間友好学術交流協定（締結：2010/03/17・期限：
2025/03/17《自動更新》）
ポーランド・グダンスク工科大学 部局間友好学術交流協定（締結：2010/03/18・期限：2025/03/18《自動更新》）
中国・厦門大学 大学間学術交流に関する協定〈責任部局〉（締結：2010/11/25・期限：2025/11/25《自動更新》）
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 部局間友好学術交流協定（締結：2011/01/17・期限：2026/01/17《自動更新》）
ポーランド・グダンスク大学 部局間友好学術交流協定（締結：2013/02/01・期限：2028/02/01《自動更新済》）
アメリカ・パーデュー大学サイエンス学部 部局間友好学
術交流協定（締結：2014/04/26・期限：2024/04/26《自動更新》）
アメリカ・サウスキャロライナ大学化学工学科 部局間友
好学術交流協定（締結：2016/03/24・期限：2026/03/24《自動更新》）ポーランド・ヤギェボ大学化学科 部局間友好学術交流協定（締結：2016/05/11・期限：2026/05/11《自動更新》）
ロシア・ボレスコフ触媒研究所 部局間友好学術交流協定（締結：2016/10/11・期限：2026/10/11《自動更新》）
アメリカ・サンキャットセンター 部局間友好学術交流協定（締結：2016/11/02・期限：2026/11/02《自動更新》）●年報 2022・研究所編共同利用・共同研究拠点事業
触媒科学研究所（旧触媒化学研究センター）は，2009年度まで触媒化学に関する共同研究，共同利用などを行う「全国共同利用施設」として活動してきた．2010年度から
は名称を「共同利用・共同研究拠点」，触媒関連分野の発展に貢献し，学術情報収集・発信の中心的な役割を果たす
使命を担ってきた．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いる．触媒や人工光合成などの中核領域における共同研究に加え，異分野間の融合・連携を一層促進するために，固体触媒，分子触媒，生物触媒分野間の共同研究をはじめとする多様性のある学際共同研究を推進す
る．また，SRISの協力により次世代放射光源を活用する計
測科学分野との共同研究を促進する．

■管理運営
触媒科学計測共同研究拠点拠点本部委員会〈本部長/触媒科学研究所長〉清水研一［2022/04/01～］〈大阪公立大学
人工光合成研究センター所長〉天尾豊［2022/04/01～］〈産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター長〉佐藤一彦［2022/04/01～2022/12/31］〈産業技術総合研究所
触媒化学融合研究センター長〉吉田勝［2023/01/01～］
触媒科学計測共同研究拠点拠点推進委員会〈委員長/触媒科学研究所長〉清水研一［2022/04/01～］〈大阪公立大学
人工光合成研究センター所長〉天尾豊［2022/04/01～］〈産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター長〉佐藤一彦［2022/04/01～2022/12/31］〈産業技術総合研究所

11触媒化学融合研究センター長〉吉田勝［2023/01/01～］〈触媒科学研究所教授〉浦口大輔［2022/04/01～］〈大阪
公立大学人工光合成研究センター副所長〉山田裕介［2022/04/01～］〈産業技術総合研究所触媒化学融合研究
セ ン タ ー 副 セ ン タ ー 長 〉 吉 田 勝 ［ 2022/04/01 ～2022/12/31］〈産業技術総合研究所触媒化学融合研究セン
ター副センター長〉佐藤剛一［2023/01/01～］
触媒科学計測共同研究拠点運営委員会〈委員長/大阪大学
大 学 院 工 学 研 究 科 教 授 〉 山 下 弘 巳 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］〈触媒科学研究所長〉清水研一［2022/04/01～2024/03/31］〈大阪公立大学人工光合成研究センター所長〉天尾豊［2022/04/01～2024/03/31］〈産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター長〉佐藤一彦［2022/04/01～2022/12/31］〈産業技術総合研究所触媒化 学 融 合 研 究 セ ン タ ー 長 〉 吉 田 勝 ［ 2023/01/01 ～2024/03/31 ］〈 東 京 工 業 大 学 理 学 院 教 授 〉 石 谷 治［2022/04/01～2024/03/31］〈名古屋大学大学院理学研
究科教授〉斎藤進［2022/04/01～2024/03/31］〈早稲田大 学 先 進 理 工 学 部 教 授 〉 関 根 泰 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］〈大阪大学大学院薬学研究科特任教授〉真島和志［2022/04/01～2024/03/31］〈自然科学研究機構
分 子 科 学 研 究 所 教 授 〉 横 山 利 彦 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］
触媒科学計測共同研究拠点課題等審査専門委員会〈委員長/神戸大学大学院理学研究科教授〉大西洋［2022/04/01～ 2024/03/31 ］〈 触 媒 科 学 研 究 所 教 授 〉 朝 倉 清 髙［2022/04/01～2024/03/31］〈大阪公立大学人工光合成
研 究 セ ン タ ー 准 教 授 〉 田 村 正 純 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］〈産業技術総合研究所触媒化学融合研究セン タ ー 総 括 研 究 主 幹 〉 藤 谷 忠 博 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］〈京都大学大学院工学研究科教授〉阿部竜［2022/04/01～2024/03/31］〈関西大学化学生命工学部教授〉大洞康嗣［2022/04/01～2024/03/31］〈成蹊大学理工学部教授〉里川重夫［2022/04/01～2024/03/31］〈岡
山大学学術研究院自然科学学域教授〉山方啓［2022/04/01～2024/03/31］〈産業技術総合研究所化学
プロセス研究部門研究グループ長〉山口有朋［2022/04/01～2024/03/31］■公募要項
本拠点は，下記のとおり共同利用・共同研究の公募を行っている．若手研究者，女性研究者からの研究提案を積極的に支援している．
1 公募区分
本拠点外の研究者が研究代表者となり，受入研究者である
本拠点の研究者が研究分担者となり共同研究を実施する．
本拠点を構成する研究機関に所属する複数の研究者を研究分担者とする研究提案を歓迎する．申請者は研究課題などについて受入研究者との間で十分な打ち合わせを行ったうえで申請を行うこととする．また，本拠点はコラボナ
ビゲータを設置しており，受入研究者などについて相談ができる．
公募区分は下記の通り．
（1）提案型：
自由な発想に基づいた，萌芽的，試験的，準備的な研究課
題の公募を行う．年２回の公募時期を設定している．
（2）発展型：
本拠点との共同研究成果，あるいは独自に進めた研究成果を発展させるための研究課題の公募を行う．なお，共同研
究成果には令和３年度までの北海道大学触媒科学研究拠

12点，大阪市立大学人工光合成研究拠点を利用した研究成果を含みます．
なお，提案型との重複申請が可能である．重複申請すると発展型の申請書は提案型としても審査される．
（3）Fostering-Young-ResearcherS(FYRES)型（※令和５年度より公募開始）
本拠点との共同研究によって，あるいは独自に得られた優れた研究成果について，共同研究を通して一層発展させるための研究課題を公募する．
研究者が本拠点に滞在し，研究設備などを利用しつつ本拠
点の研究者と密度の高い共同研究を実施できる．複数の研究機関（海外を含む）からの研究者の参画が可能である．
FYRES型では，本拠点のイベントなどを通して，採択された若手研究者の活躍を支援する．
なお，提案型との重複申請が可能である．重複申請すると
FYRES型の申請書は提案型としても審査される．
（4）オンデマンド型：
本拠点の研究者が窓口となり拠点内の共通装置や各研究者の保有する装置が利用できる．専門的・技術的な相談や試験的な実験や分析に関する依頼を随時受け付けている．
本拠点は経費を負担しない．
（5）若手招待講演型(Young Lectureship Azuma Award)：
若手触媒研究者に対し国際舞台での活躍を支援し，触媒研究の中核となって活躍できる若手研究者の育成・活性化を目指す．海外の著名な研究機関において研究成果の発表を希望する若手研究者を対象に，本拠点が主催する情報発信型国際シンポジウムの招待講演枠を提供するとともに，渡航費の一部を補助する．本公募区分は触媒学会との共同企
画である．
（6）客員研究員：
本拠点研究者と継続的・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する．
（7）実践研修：
拠点外の研究者，学生に対して触媒に関する研修の場を提供している．本研究所では，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，
触媒高等実践研修プログラムを平成24年度より開始した．
企業，研究機関，大学，高校等に所属する，必ずしも触媒を専門としない研究者，技術者，教育者からの積極的な応募を歓迎している．
（8）研究集会支援：
触媒に関する研究集会の開催について，開催経費の一部を本拠点が支援する．本拠点との共同開催となる．
2 提案型，発展型，FYRES型，オンデマンド型の詳細
2-1 事前相談
共同利用・共同研究の受入研究者が研究分担者となる．なお，申請に当たっては，受入を希望する研究者と課題設定
及び研究計画について事前相談が必要である．本拠点は居室，研究環境などを提供する．
2-2 研究期間
研究期間は表1記載の期間とする．なお，継続申請が可能であるが，採否は年度ごとに審査によって決定する．また，発展型を継続して実施できる年数は２年を限度とする．
2-3 研究経費
共同利用・共同研究の経費は，予算の範囲内（表1）において本拠点が負担する．オンデマンド型については，当拠点の経費負担はない．
購入可能な物品は，申請課題の遂行上直接的に必要なものに限る．原則，旅費は，本拠点へのものとし，申請書に記

年報2022・研究所編●

載のある研究代表者，拠点外の研究分担者及び研究協力者
について支給できる．
なお，経費の執行手続きについては，受入研究者の所属する事務担当へ確認すること．
2-4 申請資格申請をする研究代表者は，国籍を問わず，学外の国公私立
大学，公的研究機関及び民間企業に所属している研究者又はこれに準ずる研究者であると本研究所長が認めた者とし，海外の研究機関に所属する研究者も含まれる．
研究代表者は，当該研究を遂行するため，本研究所受入教員である研究分担者の外，上記資格を有する国内外の研究
者を「研究分担者」として加えることができる．また，研究代表者が指導している大学院生（学部学生は除く）を「研究協力者」として加え，研究を実施することができる．なお，分担者や協力者に加える場合には，事前に受け入れ教
員の承諾を得なければならない．
2-5 申請方法
拠点申請システム（https://kyoten-gw.cat.hokudai.ac.jp/users/
login）を通して，締切日までに申請するものとする．
2-6 申請書提出期限
表１に記載の応募締切を厳守しなければならない．オンデ
マンド型については，随時申請可能である．
2-7 選考採否，採択額については，本拠点課題等審査専門委員会の議を経て，本拠点本部長が決定する．

2-8 採否の通知
本拠点より，直接申請者へお知らせする．採択後，拠点申請システムを通して速やかに「共同利用・共同研究承諾書」を提出するものとする．
届出型については受入研究者より，直接，申請者へお知らせする．「共同利用・共同研究承諾書」の提出は不要である．
2-9共同利用・共同研究報告の提出，論文発表など（1）共同利用・共同研究報告書
共同研究実施期間終了後30日以内に，「共同利用・共同研
究報告書」を作成し，拠点申請システムを通して提出するものとする．報告書は2024年5月に本拠点ウェブサイトに掲載し，公開する予定である．
（2）論文発表
共同研究によって得た成果を論文等で公表する場合は，本拠点の共同利用・共同研究で得られた成果である旨を謝辞
として次のように論文等に明記し，発表後は本拠点の拠点
申請システムを通して報告するものとする．
（和文）触媒科学計測共同研究拠点共同利用・共同研究に基づき実施された（課題番号...）．
（英文）This study was supported by the Joint Usage/ResearchCenter for Catalysis. (Proposal#.........)．
（3）知的財産権の取り扱いについて
本共同利用・共同研究によって生じた知的財産権の取扱いについては，速やかに所属機関との間で別途協議するものとする．
3 提出先・お問い合わせ先◇ 公 募 全 般 ， 申 請 シ ス テ ム に 関 す る こ と ： colabnavigator@cat.hokudai.ac.jp

表１．提案型，発展型，FYRES型の研究期間，配分研究費上限額，応募締切
区分

提案型

発展型

FYRES型

令和５年より公募開始

令和５年より公募開始(第一期)2022年12月1日
研究期間～2023年1月31日(第二期)2023年2月1日～2023年3月31日

配分研究費
上限額*1
応募締切

10万円
(第一期) 2022年11月18日(第二期) 2022年12月23日

50万円

―

―

*1 採択件数と配分研究費は当該年度の予算状況による．

●年報 2022・研究所編13

■2022年度の共同利用・共同研究採択課題数
2022年度採択課題のうち，触媒科学研究所の教員が受け入れ教員となった課題数は以下のとおり．
公募区分
提案型
オンデマンド型
実践研修
若手招待講演型
客員研究員
研究集会支援合計

14

触媒研受入件数
82
71
15
2
2
20
192

全体の受入件数
142
77
15
2
2
20
258

年報2022・研究所編●

令和4年度～令和9年度文部科学省特別経費「学際統合物質科学研究機構」―北海道大学，名古屋大学，京都大学，九州大学～4大学の連携により物質創製化学の世界的ネットワークを築き，未来をけん引する若手中核研究者ネットワークを構 築 2022-2026 MEXT

American Chemical Society，Angewandte Chemie International
Edition，Chemical Communicationsなどの一流学術誌に多数論文として発表された．
加えて，本機構の支援を受けた研究が新聞，テレビで報道された（福岡 淳，日本経済新聞，2022/8/30「触媒で切り花鮮度維持」；中野 環，日本経済新聞，2022/9/14「たんぱく質に似た複雑な構造，人工高分子で」；福岡 淳，NHK，2022/8/30「“フラワーロス”の課題解決に岩見沢の高校生のアイデア」）．

ProjectofIntegrated
Research Consortium on
ChemicalSciences(IRCCS)■概要
物質創製化学は，化学結合の形成のための新しい方法論
や，機能の発現のための物質構築論などを探求する極めて基礎的な基盤学術である．加えて，その成果は，新触媒や新材料開発はもちろん，イノベーション創成を通じてエネ
ルギー・資源から環境・創薬に至る極めて広い範囲に適用される．物質創製化学およびそれに関連する科学は，新物質の創出を基軸に生命科学や材料科学などの周辺分野を変革し，SDGs等の重要課題の解決に資することができる
科学の中心である．SDGsを達成し，持続的社会の実現に資する物質科学研究を，国際的視認性をもって牽引するには，複数の研究組織の研究資源の強みを繋いで，時代に適した先進的連携の仕組みを整え，融合研究の推進と人材育成に一体的に取り組むことが求められる．我が国の物質創成研究は，野依，下村，白川，鈴木，根岸らのノーベル賞受賞者や，国際化学連合（IUPAC）会長の巽を輩出したことから明らかな，極めて高い国際競争力を持つにもかかわらず，新物質創製を総合的かつ戦略的に進める機関・組織は我が国には未だ存在せず，この側面の強化は極めて重要である．
本事業は，本学と名古屋大学，京都大学，九州大学が構築してきた緊密な大学間連携を基盤に，リサーチトランス
フォーメーションを実践し，統合的に学際研究を推進す
る．特に，触媒・マテリアル・バイオ機能に焦点を当て，これらに関する重要課題の戦略的抽出と解決に挑む．次世代の研究基盤となる良質なデータベースの構築と，若手人材が地理的制約を超えて多極的に共創できる共同研究体
制を整備し実践する．この四大学間の連携と，産学・国際・
博士教育連携との相乗的な推進により，個の優秀人材の点としての育成を超え，我が国の次世代を担う人材をチームごと育て上げる面的な育成を達成する．反応・新機能の開
拓に，総合的観点から取り組むことのできる強力な研究組織が整備される，研究機関間の緩やかな連携は欧米先進諸国でも実施されているが，それらの多くは特定テーマに限定的である．物質創製化学研究を革新し，異なる物質階層
および異なった物質変換概念を包括的に推進する本連携事業は他に類例を見ないものである．

日本経済新聞（2022/8/30）に掲載されたプラチナ触媒による切り花の鮮度維持プロジェクト（福岡 淳 教授）

統合研究フェローおよび本事業の支援を受けた若手研究者が日本の主要学会等の学会賞を受賞した（第75回日本
化学会賞（福岡 淳教授）
，日本化学会第72回進歩賞（鳥屋尾 隆助教），2022年度触媒学会奨励賞 （Abhijit SHROTRI
助教），2022年度日本化学会北海道支部奨励賞（飯田 健二准教授），第3回理論化学会奨励賞（高 敏助教），IUVSTA- Elsevier Student Award in IVC-22（Bang LU氏）
，2021年度
触媒学会奨励賞，第16回分子科学討論会・分子科学会優秀講演賞（白男川 貴史博士），12th International Conference on
Environmental Catalysis, Presentation Award（Yayati Naresh
PALAI博士），Post Sympojium of TACAT9, Poster Award（千葉 卓紘氏），Post Sympojium of TACAT9, Excellent ResearchAward（Nazmul DOSTAGIR博士，安村 駿作氏，Chen Duotian氏），12th International Conference on Environmental Catalysis,
Poster Award（宮崎 眞太氏，Jiamin MA氏）
，TOCAT9, RSC
Poster Award（中谷 勇希氏）
，第34回万有札幌シンポジウ
ム・Best Discussion賞（村田 竜一氏），北海道大学大学院
薬学研究院 令和4年度有機系合同セミナー・優秀発表賞（吉田 楽人氏））．
以上の研究アクティビティーを基盤とした若手研究者の育成により，人事交流が活発に行われ，若手研究者1名が北海道大学教授として昇進し，若手研究者1名が北海道大学准教授として昇進した．また関連研究室の研究成果がさまざまなメディアを通して，社会に報道された.
2022年10月12~13日には，飯田 健二准教授が主催者となり第1回若手の会を触媒科学研究所に於いて開催した．この会議には若手教員，研究員，大学院生のみが出席し，複数大学の若手研究者間での自律的共同研究を創出するための議論および新規研究プロジェクトの創案を行った．

■これまでの成果
主任研究員7名，統合研究フェロー2名の連携研究体制により，統合物質基盤研究（7件）および若手研究者を中心とする融合創発研究を実施し，加えて，附属触媒連携研究センターに開設した学際統合物質創製化学研究推進ユ
ニットにおいても本事業に関わる先導的研究を推進し，優れた研究成果を上げている．これらの成果はJournal of the●年報 2022・研究所編

IRCCS 第 1 回若手の会 出席者集合写真 2022 年 10 月 13 日

統合物質創製化学研究推進機構第6回国内シンポジウム
15（招待講演者および出席者）

講演会・研究会など■ Post Symposium of TOCAT9, 60th Aurora
seminar and the 9th International Symposium of
Institute for Catalysis
共催：北海道大学触媒科学研究所，一般社団法人触媒学会
協賛：Hokkaido Summer Institute，株式会社島津製作所，マイクロトラック・ベル株式会社，ジーエルサイエンス株式会社，エア・ウォーター株式会社，日本分光株式会社，株
式会社池田理化，北海道和光純薬株式会社，早坂理工株式
会社，株式会社ムトウ，クラリアント触媒株式会社，日揮
ユ ニ バ ー サ ル 株 式 会 社 ， ROYAL SOCIETY OF
CHEMISTRY，いすゞ自動車株式会社，ENEOS株式会社，
株式会社Preferred Computational Chemistry，株式会社アイシン，第一稀元素化学工業株式会社

Technology, Netherlands)“Operando insights into CO2 hydrogenation catalysis”
14:10-14:50 Prof. Hyunjoo Lee (Korea Advanced Institute of
Science and Technology, Korea)“Fuel cell and water electrolysis catalysts for membraneelectrode assembly”
14:50-15:20 Prof. Fumiaki Amano (Tokyo Metropolitan
University, Japan)“Photocatalytic dehydrogenative coupling of methane in thepresence of water vapor”
15:50-16:30 Prof. Christophe Copéret (ETH Zurich,
Switzerland)“Bridging the gap between well-defined and industrial
catalysts via a molecular approach”
16:30-17:00 Prof. Kosuke Suzuki (The University of Tokyo,
Japan)“Precise synthesis and catalysis of metal oxide nanoclusters”
17:00-17:15 Closing remarks, Prof. Yuichi Kamiya (Hokkaido
University, Japan)

日時：2022年8月1日（月）会場：北海道大学創成科学研究棟5階大会議室
概略：北大触媒研究所で毎年恒例のイベントとして触媒，材料など異分野を融合した新しい研究分野の最新の展開に注目し，卓越した知識と創造的な研究結果をもつ高いレベルの研究者の最新の研究発表を通して，研究者の情報交流を図ることを目的として第9回触媒科学研究所国際シンポジウムを開催した．今年度は，The 9th Tokyo Conference
on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT9)のポストカンファレンス，第60回オーロラセミナーとしても開催した．また，触媒学会若手会「第42回夏の研修会」ともジョイント開催とした．触媒及び材料分野におけるトッ
プランナーの先生方6名（海外4名，国内2名）を招聘して，最新の触媒研究動向について講演していただいた．
Catalysis for Sustainable Futureをテーマとして，海外からはKorea Advanced Institute of Science and TechnologyのHyunjoo
Lee教授，Eindhoven University of TechnologyのEmiel Hensen
教授，Delft University of Technologyの浦川篤教授，ETH
ZurichのChristophe Copéret，国内からは東京都立大学の天野史章教授，東京大学の鈴木康介准教授をお招きし，最先端の触媒科学について討論がなされた．参加者は海外から4名，国内から139名の合計143名となった．

シンポジウムの風景

講演会の様子：2022年8月1日に対面形式で開催され，盛会のうちに終えることができた．上記先生方からの招待講演に加えて，学生を含む若手研究者からのショートプレゼン
テーションやポスター発表もレベルが高く，活発な議論がなされた．
所感：COVID-19 感染防止及び拡大防止措置を講じながら，学術交流の原点の一つでもあるface-to-face での会を盛会に開催し，優れた講演者による最先端の研究成果を直接届けることができた．オンラインでの交流を余儀なくされてきた中で，海外を含む多くの学術的なネットワークの構築・発展に寄与することができ，目的を十分果たすことができた．また，学生や博士研究員等の若手研究者からの発表・質問機会が多くあったことも好評を得た．
講演者・演題：09:00-09:05 Opening address, Prof. Ken-ichi Shimiz (ICAT,
Hokkaido University, Japan)
09:05-09:45 Prof. Emiel Hensen (Eindhoven University ofTechnology, Netherlands)“Heterogeneous catalysis for sustainable chemical
conversion: On metal nanoparticles, clusters, and single atoms
at interfaces”
09:45-10:25 Prof. Atsushi Urakawa (Delft University of

16

集合写真：ポスター発表受賞者■ ICAT-FHI Symposium :New Dimension of
Catalytic Surface Study
主催：北海道大学触媒科学研究所
日時：2022年9月16日（金）15:15-18:00
会場：北海道大学創成科学研究棟5階大会議室
概略：ドイツ・マックスプランク研究協会のフリッツ・ハー
バー研究所（以下，FHI）は前身のKaiser-Wilhelm Institutefor Physical Chemistry and Electrochemistryが1911年に設立されて以来110年の歴史をもつ研究所である．本研究所の前身である触媒研究所の設立を主導された堀内寿郎博士（第２代所長）が1932年から研究員として留学し，ポラン
ニー博士と共同研究を行ったことが，本研究所とFHIの最年報2022・研究所編●

初のつながりになる．触媒科学研究所の前身である触媒化学研究センターは，2005年にFHIと学術交流協定を締結
し，以来数年おきにシンポジウムの開催や研究者の往来を通して，研究所間の学術交流を深めてきた．今回は，FHIのBeatriz Roldan Cuenya所長が札幌を来訪されたことを機に触媒研へお招きし，ICAT-FHIシンポジウムを開催することとなった．Roldan教授は2017年よりFHIで新設された界面科学研究部門を主宰されている．本シンポジウムでは，New Dimension of Catalytic Surface Studyを主題とし，触媒表面のオペランド観察と固体触媒反応をテーマとして，
Roldan所長と触媒研の5名の准教授による講演があった．
Roldan所長からは最新のオペランド分光法を駆使した触媒表面の構造と反応機構解明に関する先進的な発表があり，その場観察による触媒表面の新しい描像がもたらされた．触媒研からは，高草木，飯田，古川，Shirotri，Kowalska
准教授らによる最新の研究紹介があり，Roldan所長から多くの質問が寄せられた．
講演会の様子：2022年9月16日に対面形式で開催され，盛会のうちに終えることができた．講演の水準は極めて高く，活発な議論がなされた．約50名の参加があった．
所感：COVID-19の感染拡大以来，触媒研における学術交流イベントが制限されてきたが，今回，Roldan所長をお招きしてFHIとの学術交流を再始動できたことを非常に喜
ばしく感じた．FHIとの共同研究に発展しうる研究成果を交換することができた．今後，様々なチャンネルで共同研
究，研究交流が進展することを期待している．
講演者・演題：Chair: Jun-ya Hasegawa (Professor, ICAT)
15:15-15:20 Greeting, Kiyotaka Asakura (Professor, ICAT)
15:20-16:15 Beatriz Roldan Cuenya (Professor, Director of
FHI)
Unveiling the Evolution of Working Catalysts through in Situ
Microscopy and Operando Spectroscopy
16:15-16:30 Satoru Takakusagi (Associate Professor, ICAT)
Development of Operando PTRF-XAFS Technique forPrecise 3D Structure
16:30-16:45 Kenji Iida (Associate Professor, ICAT)Theoretical and Computational Study on Nanostructures
under Light and Voltage Bias
17:10-17:25 Shinya Furukawa (Associate Professor, ICAT)Design of Multimetallic Alloys for Innovative Catalysis
17:25-17:40 Abhijit Shrotri (Assistant Professor, ICAT)
Hydrogenation of CO2 over oxygen vacant sites in Co doped
ZrO2
17:40-17:55 Ewa Kowalska (Associate Professor, ICAT)
Plasmonic photocatalysts for environmental applications
17:55-18:00 Closing remark, Ken-ichi Shimizu (Professor,
Director of ICAT)

Roldan先生による講演●年報 2022・研究所編

集合写真■ICAT-IIT Indore Joint Symposium on Catalysis
主 催 ： 北 海 道 大 学 触 媒 科 学 研 究 所 ， Indian Institute ofTechnology Indore (IIT Indore)
日時：2022年9月28日（水）13:30-18:10
会場：オンライン
概略：Indian Institute of Technology Indore（以下，IIT Indore，
インド工科大学インドール校）はインドのインドール市にある国立大学である．IIT Indoreとの交流は，2019年にSanjay K. Singh教授と福岡教授の研究室の研究協力から始まった．コロナ時代の終了を見据えて研究交流を拡大することになり，ICAT-IIT Indoreシンポジウムを開催することとなった．本シンポジウムでは，均一系触媒と固体触媒反応をテーマとして，IIT Indoreから5名，触媒研の5名の教員による講演があった．IIT Indoreからはナノクラスターの計
算科学的研究等に関する先進的な発表があった．触媒研からは，リーンdeNOX用触媒，C-H活性化，キラル有機触媒，
CO2変換など関する発表があった．一例としてShrotri助教
によるCO2変換についての最新の研究紹介があり，多くの質問が寄せられた．
講演会の様子：2022年9月28日にオンライン形式で開催され，盛会のうちに終えることができた．講演の水準は極めて高く，活発な議論がなされた．約90名の参加があった．
所感：IIT Indoreとの学術交流を開始できたことを非常に喜
ばしく感じた．IIT Indoreとの共同研究に発展しうる研究成果を交換することができた．今後，様々なチャンネルで共同研究，研究交流が進展することを期待している．
講演者・演題：13:30-13:35 Opening address and session chair (Prof. Atsushi
Fukuoka, ICAT)
13:35-14:00 Prof. Kenichi Shimizu (Director, ICAT)“Redox-driven reversible structural evolution of atomic Ag
catalysts for lean de-NOX”
14:00-14:25 Prof. Biswarup Pathak (HOD Chemistry, IIT
Indore)“DFT and ML based computational studies of nanoclusters forimportant catalytic reactions”
14:25-14:45 Prof. Jun-ya Hasegawa (ICAT)“Theoretical study on C-H activation with heterogeneous
catalysts”
Session Chair: Prof. Sanjay K. Singh
14:55-15:15 Dr. Dipak K. Roy (IIT Indore)“Group 13 elements in catalysis”
15:15-15:35 Prof. Daisuke Uraguchi (ICAT)“Chiral organic ion-pair catalysis for controlling radical ions”
15:35-15:55 Dr. S. Selvakumar (IIT Indore)“Photocatalytic hydosilylation of activated alkeness”
15:55-16:15 Dr. Abhijit Shrotri (ICAT)“Carbon dioxide hydrogenation over mixed-oxide catalysts”
Session chair: Dr. Abhijit Shrotri1717:00-17:20 Prof. Sanjay K. Singh (IIT Indore)“Catalysts for biomass transformation and H2 production”
17:20-17:40 Prof. Kiyotaka Nakajima (ICAT)“Protection strategy for selective conversion of biomassderived furanics to platform molecules”
17:40-18:00 Dr. Debayan Sarkar (IIT Indore)“Tribromide catalysis in dearomatisation”
18:00-18:10 Closing address + Photo (Dr. Abhijit Shrotri +Prof. Sanjay K. Singh)

シンポジウム後の集合写真■ IMS-ICAT Joint International Symposium ofSurface Science for Catalysis
主催：北海道大学触媒科学研究所付属触媒連携研究セー
ターフリッツ・ハーバー研究所ユニット

また，シンポジウムの前後にFreund先生，分子研の先生，
触媒の先生を交えて，今後の連携について議論をすることができた．
講演会の様子：2022年10月11日にハイブリッド形式で開催
され，盛会のうちに終えることができた．講演の水準は極めて高く，活発な議論がなされた．約100名（オンサイト
約50人，オンライン50人；海外からインド2名，中国1名，
オランダ1名，USA1名，ナイジェリア2名）の参加があった．
講演者・演題：
13:00
Introduction, Kiyotaka Asakura (Prof., ICAT)
13:05-14:05 Hans-Joachim Freund (Prof., Fritz Haber
Institute)“Model Systems for Heterogeneous Catalysts at the Atomic
Scale: Can Surface Science Contribute?”
14:15-14:45 Satoru Takakusagi (Associated Prof., ICAT)“ Elucidation of Precise 3D Structure-Activity Relationship in
Heterogeneous Catalysis by Operando PTRF-XAFS
Technique”
14:45-15:15 Takashi Kumagai (Assistant Prof., IMS)
“Atomic-Scale Optical Spectroscopy at Surfaces”
15:30-16:00 Kuniyuki Miwa (Associated Prof., IMS)
“Theoretical investigation of optoelectronic conversion insingle molecules on solid surfaces”
16:00-16:30 Kenji Iida (Associated Prof., ICAT)“Theoretical Study on Heterogeneous Interface under Lightand Voltage Bias“
17:00
Closing remarks, Jun-ya Hasegawa (Prof., ICAT)

共催：北海道大学触媒科学研究所，大学共同利用機関法
人自然科学研究機構分子科学研究所
後援：分子科学研究奨励森野基金，触媒科学計測共同研
究拠点，学際統合物質科学研究機構
協賛：触媒学会界面分子変換研究会，日本化学会北海道
支部，触媒学会北海道支部，日本表面真空学会東北北海道支部
日時：2022年10月11日（火）13:00-17:00
会場：北海道大学創成科学研究棟5階大会議室，オンライン
概略：ドイツ・マックスプランク研究協会のフリッツ・ハー
バー研究所（以下，FHI）は前身のKaiser-Wilhelm Institutefor Physical Chemistry and Electrochemistryが1911年に設立されて以来110年の歴史をもつ研究所である．本研究所の前身である触媒研究所の設立を主導された堀内寿郎博士（第２代所長）が1932年から研究員として留学し，ポラン
ニー博士と共同研究を行ったことが，本研究所とFHIの最
初のつながりになる．触媒科学研究所の前身である触媒化学研究センターは，2005年にFHIと学術交流協定を締結
し，以来数年おきにシンポジウムの開催や研究者の往来を通して，研究所間の学術交流を深めてきた．今回は，FHIのHans Joachim Freund先生（2019年までFHIの所長）が森
野レクチャーで来日したのを機に札幌にご招待した．また，ICATと関係の深い分子科学研究所からも熊谷 崇准教授，三輪 邦之助教を招待し，分子研触媒科学研究所合同
シンポジウム（IMS-ICATシンポジウム）表面科学と触媒科学を開催した．Hajo Freund先生はCeO2-xが水素により酸化される現象の表面科学的解明および表面に実現した
ガラス薄膜の構造解析と薄膜と表面間に生成するナノ空隙における化学反応について表面科学的な観点から議論をされた．分子研（熊谷先生，三輪先生）および触媒（高草木先生，飯田先生）からそれぞれ講演を頂き，あらためて，理論と実験のインタープレーの重要を再認識した．

18

シンポジウム後の集合写真■ICAT International Symposium on Catalysis / 情
報発信型国際シンポジウム・オンライン
主催：北海道大学触媒科学研究所
共賛：触媒学会
日時：2023年3月6日（月）会場：オンライン
概略・論点と成果：本国際シンポジウムは，日本が誇る触媒科学の研究成果を『日本の研究機関の主導で』海外において情報発信することを目的として企画・開催されてきた．若手の情報発信を主目的とし，昨年度に続き新型コロナ感染拡大の予防措置としてオンラインにて2023年3月6日に開催した．本年度のYoung Lectureship Azuma award受
賞者は日隈聡士博士（産業技術総合研究所）と喜多祐介博士（東京工業大学）である．
開会挨拶では，福岡先生から2023年1月27日に逝去された
東市郎先生（1994年-1997年度触媒化学研究センター長）の年報2022・研究所編●

業績とYoung Lectureship Azuma awardの設立の経緯について紹介があった．前半のセッションでは日隈先生とChakraborty先生（Alfa Laval Technologies AB，スウェーデン）より，燃料用途を志向したNH3分解に関する成果が発表された．後半のセッションでは，喜多先生とOrdomsky先生（フランス国立科学研究センター，フランス）より，固体触媒を用いたアルコール類のアミノ化反応に関する成果が発表された．本シンポジウムには触媒研から55名の教員，学生が参加した．参加者総数は145名（うち日本からの参加者は123名）であった．質疑応答では活発な議論がなされ，国内外の広い世代の学術交流が達成された．
講演者・演題：16:00-16:05 Opening address, Atsushi Fukuoka (ICAT,
Hokkaido University)
16:05-16:40 Satoshi Hinokuma (AIST)"Ammonia Combustion Properties of Copper Oxides-based
Catalysts"
16:40-17:15 Debasish Chakraborty (Alfa Laval Technologies
AB)"Hydrogen generation from ammonia – Why and how? "17:25-18:00 Yusuke Kita (Tokyo Institute of Technology)"Enhancing effects of MgO on alcohol transformations oversupported metal catalysts"
18:00-18:35 Vitaly Ordomsky (CNRS)"Tuning selectivity in alcohols amination over metal
catalysts"
18:35-18:40 Closing remarks, Kiyotaka Nakajima (ICAT,
Hokkaido University)

第439回コロキウム 2022/06/07 中島清隆（触媒科学研究
所触媒反応研究部門・教授）「固体触媒によるバイオマ
ス変換：糖類からのプラスチック原料の合成」創成科学
研究棟5階大会議室/オンライン(Zoom)《清水研一》
第440回コロキウム 2022/07/22 浅野圭佑（触媒科学研究
所分子触媒研究部門・准教授）「有機触媒に特有の速度論を活かした精密有機合成反応」創成科学研究棟5階大会議室《浦口大輔》
第 441 回 コ ロ キ ウ ム 2022/08/05 Rajarshi Sinha-Roy（Polytechnic Institute of Paris・Postdoctoral Researcher）「Classical and Quantum Mechanical Simulations of Optical
Properties of Metal Clusters」創成科学研究棟5階大会議室《飯田健二》
第442回コロキウム 2022/10/14 高垣敦（九州大学・准教
授）「無機材料の新しい触媒機能開拓」創成科学研究棟
4階セミナー室BC《中島清隆》
第443回コロキウム 2022/12/05 Christophe Copéret（ETH
Zürich・Professor）「Bridging the gap between well-definedand industrial catalysts via a molecular approach」創成科学
研究棟4階セミナー室BC《鳥屋尾隆》
第444回コロキウム 2022/12/19 Nino Zavradashvili（触媒科学研究所・特任講師，ジョージア農業大学・助教授・）「Pseudo-proteins: design and biomedical applications」創成科学研究棟3階セミナー室D《中野環》
第445回コロキウム 2023/2/21 大西洋（神戸大学・教授）「水中ですすむ触媒反応のオペランド計測：光触媒の事例」創成科学研究棟5階大会議室《朝倉清髙》

シンポジウム後の集合写真■触媒科学研究所コロキウム
主催：北海道大学触媒科学研究所
内外の研究者・学生間の研究上の交流を図ることを目的として月1回程度開催されているものである．2005年度から継続的に実施し，若手研究者の育成の場としての役割を果たしている．2010年度途中より名称を「触媒化学研究セン
ターコロキウム（Catalysis Research Center Colloquium）」とあらため，メール配信およびウェブページでの案内をより充実させている．2015年10月からは改組に伴い名称を「触媒科学研究所コロキウム（Institute for Catalysis (ICAT)
Colloquium）」としている．2022年度は第439回から第445
回までの合計7回開催した（開催申請の時期のずれや講演者の都合などによる延期等のため，回数の順序と日時の順
序は異なっている場合がある．）．写真は，2022年度の最初のコロキウムである第439回のポスター．《》内は担当
教員．

●年報 2022・研究所編19

沿革と記録history and record
沿革
触媒化学研究センター（現触媒科学研究所）設置以降
2021年度までの沿革．
1989/05/29《設置改廃》 触媒研究所を廃止し「国立学校設置法施行規則」の一部改正により北海道大学に全国共同利用施設の「触媒化学研究センター」（6研究部門・1客員
研究部門）が設置・「表面構造物性部門」（定員：教授1・
助教授1・助手2）は平成元年から2ヶ年にわたり岡崎国立共同研究機構・分子科学研究所の流動研究部門として同研究所｢分子集団研究系・界面分子科学研究部門｣に転換
1989/05/29《センター長》 初代センター長に大野公男（理学部教授）就任
1990/04/01《センター長》第2代センター長に金岡祐一（薬学部教授）就任
1991/04/01《設置改廃》「表面構造物性部門」（定員：助教授1・助手2）が平成3年度からさらに2ヶ年にわたり岡崎
国立共同研究機構・分子科学研究所の流動研究部門として同研究所「極端紫外光科学研究系・界面分子科学研究部門」に転換1991/04/01《センター長》第3代センター長に松永義夫（理学部教授）就任
1992/04/01《センター長》 第4代センター長に延與三知夫（触媒化学研究センター教授）就任
1993/04/01《設置改廃》 「表面構造物性部門」が岡崎国立共同研究機構・分子科学研究所の流動研究部門「極端紫外光科学研究系・界面分子科学研究部門」から復帰
1994/04/01《センター長》第5代センター長に東市郎（免疫科学研究所教授）就任
1996/04/01《センター長》第6代センター長に東市郎（免疫科学研究所教授）再任
1997/04/01《センター長》第7代センター長に岩本正和（触媒化学研究センター教授）就任
1998/04/09《設置改廃》 基幹研究部門3部門9分野・客員研
究部門1部門2分野に拡充改組
1999/04/01《センター長》第8代センター長に岩本正和（触媒化学研究センター教授）再任
2000/04/01《センター長》第9代センター長に魚崎浩平（理学研究科教授）就任
2002/04/01《センター長》 第10代センター長に高橋保（触媒化学研究センター教授）就任
2004/04/01《センター長》 第11代センター長に高橋保（触媒化学研究センター教授）再任
2006/04/01《センター長》 第12代センター長に上田渉（触媒化学研究センター教授）就任
2007/04/01《設置改廃》 触媒ターゲット研究アセンブリ触媒基礎研究部7部門に拡充改組
2008/04/01《センター長》 第13代センター長に上田渉（触媒化学研究センター教授）再任
2010/04/01《センター長》 第14代センター長に福岡淳（触媒化学研究センター教授）就任

20

2012/04/01《センター長》 第15代センター長に福岡淳（触媒化学研究センター教授）再任
2012/04/01《組織》 触媒基礎研究部に触媒理論化学研究部
門設置
2013/04/01《組織》 実用化基盤技術開発部設置
2014/04/01《センター長》第16代センター長に朝倉清髙（触媒化学研究センター教授）就任
2015/10/01《組織》 触媒科学研究所に改組
2015/10/01《所長》 初代所長に朝倉清髙（触媒科学研究所
教授）就任
2016/04/01《所長》第2代所長に朝倉清髙（触媒科学研究所
教授）再任
2018/04/01《所長》 第3代所長に長谷川淳也（触媒科学研
究所教授）就任
2020/04/01《所長》 第4代所長に長谷川淳也（触媒科学研
究所教授）再任

2022年度の記録
日付のあとの（）つき数字は催事などの開催日数．コロキウムの詳細については「講演会・研究会など」参照．
2022/04/01《所長》 第5代所長に清水研一（触媒科学研究所教授）就任2022/04/01《人事》触媒反応学研究部門に中島清隆教授（物質変換研究部門准教授）昇任
2022/04/01《人事》 研究開発部門に西田まゆみ研究推進支援教授（研究開発部門教授）就任
2022/04/21《教授会》 第88回教授会〈創成科学研究棟5階
大会議室〉
2022/04/28《運営協議会》 第1回運営協議会（持ち回り）
2022/05/01《人事》 分子触媒研究部門浅野圭佑准教授（京都大学助教）着任
2022/05/19《教授会》 第89回教授会〈創成科学研究棟5階
大会議室〉
2022/06/07《コロキウム》 （中島清隆）〈創成科学研究棟5階大会議室/オンライン(Zoom)〉2022/06/16《教授会》 第90回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2022/07/05《教授会》 第91回教授会〈オンライン(Zoom)〉2022/07/11《運営協議会》 第2回運営協議会〈創成科学研
究棟5階大会議室(web会議併用)〉
2022/07/21《教授会》 第92回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2022/07/22《コロキウム》 （浅野圭佑）〈創成科学研究棟5階大会議室〉
2022/08/01《人事》 高敏助教（触媒理論研究部門）配置換（創成研究機構化学反応創成研究拠点准教授）
2022/08/05《コロキウム》 （Rajarshi Sinha-Roy）〈創成科学
研究棟5階大会議室〉
2022/09/15《教授会》 第93回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2022/09/29《運営協議会》 第3回運営協議会（持ち回り）

年報2022・研究所編●

2022/10/05《教授会》 第94回教授会（持ち回り）
2022/10/14《コロキウム》 （高垣敦）〈創成科学研究棟4階
セミナー室BC〉
2022/10/24《教授会》 第95回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2022/10/26《運営協議会》 第4回運営協議会（持ち回り）
2022/11/01《教授会》 第96回教授会（持ち回り）
2022/11/17《教授会》 第97回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2022/12/05《コロキウム》 （Christophe Copéret）〈創成科学
研究棟4階セミナー室BC〉
2022/12/15《教授会》 第98回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2022/12/19《コロキウム》 （Nino Zavradashvili）〈創成科学
研究棟3階セミナー室D〉
2023/01/01《組織》 産業創出講座等「アイシン北大R&Dラボ」設置（設置期間：2025年3月31日まで）●年報 2022・研究所編

2023/01/19《教授会》 第99回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2023/01/27《運営協議会》 第5回運営協議会〈創成科学研
究棟5階大会議室(web会議併用)〉
2023/02/01《人事》 触媒反応研究部門大須賀遼太助教（東北大学助教）着任
2023/02/08《運営協議会》 第6回運営協議会（持ち回り）
2023/02/17《教授会》 第100回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2023/03/09《教授会》 第101回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2023/03/24《教授会》 第102回教授会〈オンライン(Zoom)〉2023/03/31《人事》 KOWALSKA EWA KATARZYNA准教授（ 光 触 媒 科 学 研 究 部 門 ） 辞 職 （ Jagiellonian
University,professor）

21

報告・基礎研究系
report: Department of Fundamental Research
触媒表面研究部門/ Catalyst Surface
Research Division■2022年度の構成員〈教授〉朝倉清髙・〈准教授〉髙草木達・〈博士研究員〉
Can LIU ・ Qing WANG[2022/09/01 ～ ] ・ 城 戸 大 貴 [ ～2023/01/15]・〈研究員（研究推進支援教授）〉山本貞明・〈JSPS 特別研究員〉Weiren CHENG[2022/05/26～]〈工学院/大学院博士課程〉Bang LU/ Chorong KIM/ Kiyue DONG〈工学院/大学院修士課程〉Shuai LIU / Yunli LIN/ Chenghao
YANG /富所聡・〈工学部/学部学生〉熊谷拓真 /太田迅/ 江澤元太/ 篠澤峻介・〈研究支援推進教授〉山本貞明〈事務補助員〉濱上優子■2022年度のうごき
2022年4月江澤元太君，篠澤峻介君が新4年生として加わった．コロナのためずっと中国で足止めされていた
Yunli LINさんが5月31日に来日し加わった．さらに，Weiren
CHENG君がJSPS外国人特別研究員，Qing WANGさんがNEDOプロジェクトに参加した．Bang LU君がIVC22で優秀発表賞を受賞した．

■研究課題
構造の規定された単結晶などの平坦基板を用いて，その表面の構造や反応物性を調べ，触媒の原理の解明を行なっている．さらにふさわしい解析手段を開発し，物理的手法で制御された表面を調製して，表面を機械のように動かし，表面反応を制御することを目指している．
1．MARX-Raman
XAFS(X-ray absorption fine structure)はX線吸収原子周辺の局所構造を得ることができ，高分散した触媒ナノ粒子のその場構造解析法として力を発揮している．一方，表面反応に直接関係する吸着した反応中間体側からのXAFS測定には2つの困難がある．1つは，反応中間体は軽元素であり，そのX線吸収端は1000 eV以下の低エネルギーに存在して，空気等の吸収が大きくなるため，真空下での測定が必要なことである．このためにin situ測定は工夫が必要となる．
2つ目に，環境に共存する同一元素が妨害し，決定したい
反応中間体の構造を調べることが困難になる点である．私たちが提案す る MARX Raman(Multiatom Resonace X-ray
Raman)法は上記の問題点を一度に解決する手法である．
しかし，いまだに報告はなされていない．そこで，われわ
れはその可能性を追求する実験を行っている．
2022年度のトピック：IXS2022の招待講演で発表し，GaNのMARX-Ramanの研究を発表した(文献(4))．
2．遷移金属と典型元素の化合物触媒の構造と触媒反応
低価数遷移金属と典型元素の化合物（LVTMC＝Low
valent Transition metal- Main group element compound）である炭化物（IV族），窒化物，リン化物（V族），カルコゲン（VI族）は，共有結合，イオン結合，金属結合すべてが実現し，特異な触媒活性を示す．例えば，Fischer-Tropsch合
成触媒のMoCx，Mo2N，脱硫触媒Ni2P，アセトキシ化触媒

22のPdTeなどである．また，第3成分を添加すると，3つの結合性のバランスを変化させ，LVTMCの触媒活性を変化させることができる．私たちは，水素化脱硫反応，水素化脱窒素反応，脱塩素反応，水素化脱酸素反応，更に，メタン
カップリング水素生成反応に対して高活性を示すNi2Pを中心に研究を行っている．
2022年度のトピック: ニッケルリン化物はメタンから
C2,C3 の炭化水素を生成する反応に高い活性をしめす．
SiO2上に様々なNi:P比のものを担持しその構造をXAFSと理論解析により行った．Pt-SnO2センサーの触媒反応中の構造やSBA-15の中のAuの構造をXAFSで調べた(文献(1，2))．
3．多様な量子ビームを用いた触媒解析手法の確立
表面の複雑な現象を解明するため，加速器ベースの放射光，中性子，ミュオンや陽電子，さらに，XFEL（x-ray freeelectron laser)などの量子ビームが有力な武器になっている．我々は，触媒や表面研究に適した新しい量子ビーム手法を開発し，触媒研究に応用した．活性点周りの3次元構
造や電子状態，光触媒の光励起メカニズムなどを明らかにすべく解析手法の確立を目指している.
2022年度のトピック： WO3のpump probe EXAFSの解析を
拘束サラーサーチ法（CTS法）で行った．その結果，100nsに形成される励起3重項ポーラロンクラスターという新しいモデルを提案した（文献(2)）．

図1 高速Pump-Probe XAFSで決定した100ns後の励起3重項ポーラロンクラスター
4．燃料電池触媒の表面構造解析手法の開発
燃料電池は，運転時にCO2を出さないことから，新しいエネルギー変換器として，自動車，家庭用発電機等に実用化が進んでいる．一方で，効率よく，燃料から電力を取り出すための触媒開発が重要な研究ターゲットとなっている．多くの燃料電池においては，燃料や酸素を活性化するために金属微粒子が用いられており，その金属微粒子の構造や担体である炭素との相互作用に関する知見を得ることが，燃料電池の高度化および長寿命化に必要である．燃
料電池に実際に使われている金属微粒子の構造をXAFS法で決定するとともに，構造の規整されたHOPG（highlyoriented pyrolytic graphite）上のPtナノクラスターの構造決定法の開発を進めている．
2022年度のトピック ： PtRuの構造をCTSで決定し，Cluster in Cluster であることを決定した．また，MoO3のCTSの結果を機械学習で再解析した．これまで，人間が直年報2022・研究室編●

感で分類していたのを機械学習として採用したK-Means
法あるいはPCA法を用いることで，瞬時に分類することができた．

/Cambridge Uniersity Prof. Maria OLEA「多孔質材料中の Auの構造研究」/豊田工業大学山方啓教授「WO3 光触媒の高
速光応答」/愛媛大学内藤俊雄教授「光応答電気物性と構造の研究」/物質・材料機構石井真史主席研究員・JASRI 松本
崇博主幹研究員・立命館大学稲田康宏教授・名古屋大学田
渕雅夫教授「XAFS Database 構築事業」■2022年度の研究業績

Fig. 2. Thorough Search Method using K-Means and PCA.
5．XAFSデータベース
XAFS法は，触媒構造解析のできる手段である．このXAFSデータを集めデータベースを構築し，機械学習と組み合わせることで，スペクトルから構造を予想するシステ
ム構築を進めている．2011年より触媒科学研究所とXAFS研究会が共同して運営している．
2022年度のトピック: ：これまで運営してきたXAFSデー
タベースの拡充を行った．2021年は200件程度のデータしかなかったのを昨年1年間で1000件以上のデータ登録をした．さらに，NIMSの統合データベースMDRとの連携を強めた（文献（8））．

■学内外の研究者との共同研究（2022年度）
ETHZ 上村洋平博士「超高速 XAFS 法による光触媒の観察」/東京工業大学山中一郎教授「メタン活性化触媒のoperando 観察」/高エネルギー物理学研究機構物質構造研究所木村正雄教授「偏光全反射蛍光 XAFS 法の開発，多素子蛍光用 SSD の計測システムの開発，高速 XAFS 法の開発，XAFS データベースの開発」/東京電気通信大学有賀（三輪）寛子・岩澤康裕教授「偏光全反射蛍光 AFS 法の開発，多素子蛍光用 SSD の計測システムの開発，EXPEEMの開発」/東京医科歯科大学医歯学総合研究科宇尾基弘教授・和田敬広助教「インプラント表面処理層および骨結合
界 面 の 深 さ 分 解 XAFS 解 析 」 /Dipartimento DICEAM,
Università Mediterranea di Reggio Calabria1 ・ AssistantProfessor Francesco MAURIELLO 「 Exploring the Catalytic
Properties of Supported Palladium Catalysts in the Transfer
Hydrogenolysis of Glycerol」/厦門大学袁友珠教授「Efficient
Ru-Fe Catalyzed Selective Hydrogenolysis of Carboxylic Acids
to Alcoholic Chemicals」/JASRI 宇留賀朋也教授「燃料電池触媒の開発」/理研矢橋牧名博士・片山哲博士「XFEL-XAFSの開発」/北海道大学大学院地球環境科学研究院八木一三
教授・加藤優助教「XAFS による Bio-inspired 電極触媒の構造解明」/ 東北大学大学院環境科学研究科和田山智正教授・轟直人助教「in-situ 蛍光分光 XAFS 測定による固体高分子形燃料電池用 Pt 遷移金属窒化物コアシェルナノ微粒
子の微細構造解析」/理化学研究所上口賢博士「Mo クラス
ターの構造研究」/山口大学吉田真明准教授「光電気環境下の酸化物薄膜構造変化の研究」/ South Carolina University,
Prof.Jochen LAUTERBACH 「 Ni-P 化 合 物 の 表 面 構 造 」

年報2022・研究室編●

原著論文（すべて審査つき）(1) Iro, E.; Ariga-Miwa, H.; Sasaki, T.; Asakura, K.; Olea, M.
Elimination of Indoor Volatile Organic Compounds on
Au/SBA-15 Catalysts: Insights into the Nature, Size, andDispersion of the Active Sites and Reaction Mechanism.
Catalysts 2022, 12, 1365.
(2) Kido, D.; Uemura, Y.; Wakisaka, Y.; Koide, A.; Uehara, H.;
Niwa, Y.; Nozawa, S.; Ichiyanagi, K.; Fukaya, R.; Adachi, S.I.; Sato, T.; Jenkins, H.; Yokoyama, T.; Takakusagi, S.;
Hasegawa, J.-Y.; Asakura, K. Metastable Structure of
Photoexcited WO3 Determined by the Pump-probe Extended
X-ray Absorption Fine Structure Spectroscopy andConstrained Thorough Search Analysis. Chemistry Letters
2022, 11, 1083-1086.
(3) Murata, N.; Suzuki, T.; Lin, Y. L.; Nitani, H.; Niwa, Y.;
Wada, T.; Uo, M.; Asakura, K. Structure of Atomically
Dispersed Pt in a SnO2 Thin Film under Reaction Conditions:
Origin of Its High Performance in Micro Electromechanical
System Gas Sensor Catalysis. ACS Appl. Mater. Interfaces
2022, 34, 39507-39514.
(4) Kogo, J.; Sato, R.; Niki, K.; Asakura, K. Angular
Dependence of Multi-atom Resonant X-ray Raman Scattering.
e-J Surf.Sci.Nanotech. 2022, 20, 243-247.
(5) Asakura, K.; Kondoh, H.; Tada, M.; Iwasawa, Y. Surfaces
and Interfaces. International Tables for Crystallography I,
2022.
(6) Iwasawa, Y.; Asakura, K.; Kondoh, H.; Tada, M., Surfaces.
International Table for Crystalography I, 2023.
(7) Ishii, M.; Tanabe, K.; Matsuda, A.; Ofuchi, H.; Matsumoto,T.; Yaji, T.; Inada, Y.; Nitani, H.; Kimura, M.; Asakura, K.
Integration of X-Ray Absorption Fine Structure Databases for
Data-Driven Materials Science. Science and Technology ofAdvanced Materials: Methods 2023, 3, 2197518.
(8) Kim, D.-Y.; Ham, H.; Chen, X.; Liu, S.; Xu, H.; Lu, B.;
Furukawa, S.; Kim, H.-H.; Takakusagi, S.; Sasaki, K.; Nozaki,
T. Cooperative Catalysis of Vibrationally Excited CO2 andAlloy Catalyst Breaks the Thermodynamic Equilibrium
Limitation. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 14140-14149.
(9) Nakaya, Y.; Hayashida, E.; Asakura, H.; Takakusagi, S.;
Yasumura, S.; Shimizu, K.-i.; Furukawa, S. High-Entropy
Intermetallics Serve Ultrastable Single-Atom Pt for Propane
Dehydrogenation. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 15944-15953.
(10) Yamada, Y.; Morita, K.; Sugiura, T.; Toyoda, Y.; Mihara,N.; Nagasaka, M.; Takaya, H.; Tanaka, K.; Koitaya, T.;
Nakatani, N.; ,Hiroko Ariga-Miwa, Satoru Takakusagi,
Yutaka Hitomi, Toshiji Kudo, Yuta Tsuji, Kazunari
Yoshizawa, and Kentaro Tanaka, Stacking of a Cofacially
Stacked Iron Phthalocyanine Dimer on Graphite Achieved
High Catalytic CH4 Oxidation Activity Comparable to That ofpMMO. Jacs Au 2023, 3 , 823-833.
著書(1) 朝倉清髙（2023）, 4章キャラクタリゼーション, 触媒学会（編）, 触媒総合事典.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Asakura, K.; Hu, B.; Todoroki, N.; Watadayama, T.; Higashi,K.; Uruga, T.; Iwasawa, Y.; Ariga-Miwa, H.; Takakusa, T.: “Insitu XAFS analysis of PtAu nanoparticles deposited on a flat
HOPG surface”, TOCAT9, Fukuoka, Japan (2022/7/28).

23

(2) Asakura, K.: “Abnormal Au-Au bond length contraction in
PtAu alloy nanocluster on HOPG”, International XAFS
conference 2022, Sydney (2022/07/12).
(3) Kido, D.; Asakura, K.: “Constrained thorough search method
for EXAFS analysis of the PtRu bimetallic nanoparticle
catalyst”, International XAFS conference 2022, Sydney(2022/07/13).
(4) Kido, D.; Rahman, M.D.; Takeguchi, T.; Asakura, K.:“Structural analysis of PtRu bimetallic nanoparticle for fuel cell
anode catalyst from EXAFS using constrained thorough searchmethod”, 22th International Vacuum Congress, Sapporo(2022/9/12).
(5) Kim, C-R.; Lu, B.; Nakamura, Y.; Wakisaka, Y.; Takakusagi,S.; Asakura, K.: “3D structure of atomically dispersed Cu on
the TiO2(110) surface premodified with a nitrogen-containing
compound”, 22th International Vacuum Congress, Sapporo(2022/9/12).
(6) Lu, B.; Kido, D.; Xu, H.; Asakura, K.; Takakusagi, S.:“Elucidating the relationship between 3D structure and CO
oxidation activity of Pt clusters on α-Al2O3(0001) using
operando PTRF-XAFS”, 22th International Vacuum Congress,
Sapporo (2022/9/13).
(7) Liu, C.; Ariga-Miwa, H.; Ogura, S.; Fukutani, K.; Gao, M.;
Hasegawa J.; Shimizu, K.-I; Asakura, K.; Takakusagi, S.:“Dynamic Behaviors of Intermediate Adsorbates Controlling
Activity and Product Selectivity in Heterogeneous Catalysis:
Methanol Decomposition on Pt/TiO2(110)”, 22th International
Vacuum Congress, Sapporo (2022/9/13).
(8) Dong, K.; Hu, B.; Md Harun, R.A.; Miyabayashi, K.; Hitashi,K.; Uruga, T.; Iwasawa, Y.; Takaksuagi, S; Asakrua, K.:“Structure investigation of Pt nanoclusters deposited on flat
carbon support – A model catalyst for fuel cell electrode by insitu BCLA / HERFD+BI-XAFS method”, 22th International
Vacuum Congress, Sapporo (2022/9/15).
(9) Asakura, K.; Iguchi, S.; Yamanaka, I.: “Operando EXAFS
Studies on the In Catalysts for CH4 Conversion during the
Activation Processes”, 22th International Vacuum Congress,
Sapporo (2022/9/13).
(10) Takakusagi, S.: “Elucidation of Precise 3D
Structure-Activity Relationship in Heterogeneous

24

Catalysis by Operando PTRF-XAFS Technique”, IMSICAT Joint Symposium on Surface Science for Catalysis, Sapporo (2022/10/11).
(11) 朝倉清髙，「オペランド XAFS 分光法による触媒の構造」，令和 4 年度公益社団法人日本顕微鏡学会，北海道
支部学術講演会，札幌 (2022/11/19).
(12) Takakusagi, S.: “Quantum Beam”, MIRAI 2.0 Research andInnovation Week 2022, Materials Science TEG, Fukuoka(2022/11/16).
(13)髙草木達:「偏光 XAFS と単結晶モデル表面を用いた触媒活性点のオペランド三次元構造解析」，触媒学会界面
分子変換研究会ワークショップ固体触媒の活性構造を知る，オンライン (2022/11/28).
(14) 朝倉清髙:「触媒を照らしだした放射光と触媒科学を生み出す次世代光源」， 第 36 回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム，滋賀 (2023/1/7).
(15) 朝倉清髙:「欠陥のキャラクタリゼーション ～存在しないものをみるには？～」，触媒学会特別シンポジウム，
神奈川 (2023/3/17).
(16) 朝倉清髙:「触媒のキャラクタリゼーション その現状と限界」, 触媒科学計測共同研究拠点ミニシンポジウ
ム「超高速データ駆動科学と先端計測技術の融合による触媒科学イノベーション」，札幌 (2023/3/30).
(17) 髙草木達:「圧力ギャップフリー触媒表面科学を目指して：現状と課題」，触媒科学計測共同研究拠点ミニシ
ンポジウム「超高速データ駆動科学と先端計測技術の融合による触媒科学イノベーション」，札幌 (2023/3/30).
(18) 髙草木達:「オペランド偏光全反射蛍光 XAFS 法による触媒動作中の活性点三次元構造解析」, 第 12 回 岩澤
コンファレンス「サステナブル社会のための触媒化学・表面科学の最前線」，東京 (2023 /3/29).
受賞(1) Lu, Bang：「Elucidating the relationship between 3D structure
and CO oxidation activity of Pt clusters on α- Al2O3 (0001)
using operando PTRF-XAFS」, IVC22 (2023/9/15) 《IUVSTA- Elsevier Student Award》

年報2022・研究室編●

触媒理論研究部門/Catalysis Theory
Research Division■2022年度の構成員〈教授〉長谷川淳也・〈准教授〉飯田健二・〈助教〉高敏[～2022/07/31]・〈博士研究員〉Manussada RATANASAK/
Sarinya HADSADEE [2022/08/01 ～ ] ・ Danjo Purio DE
CHAVEZ [～2022/08/12] 〈日本学術振興会特別研究員〉
白男川貴史・〈総合化学院/大学院博士後期課程〉宮川翔/
大城海[2022/04/01～]・〈総合化学院/大学院修士課程〉千葉卓紘/平瀬ひのき[2022/04/01～]〈理学部/学部学生〉柴野
草大/加藤創[2023/02/01～]・〈学術研究員〉盛田澄子

ホウ素（h-BN）に担持したNiCo粒子を創成し，メタンのドライリフォーミングに応用し，コーク析出による劣化を抑制することに成功した．本研究では理論計算を用いて，hBNの担体としての性質について研究した．特に，欠陥の特性と担持金属への影響について力点を置いて解析した．
2022年度のトピック： 欠陥の種類が表面の電子構造に強い影響を及ぼし，窒素欠陥は電子ドナー，ホウ素欠陥は電子アクセプターになることを明らかにした．また，このhBNに担持されたNiCo触媒によるCH4とCO2の反応活性に大きく影響することを示した（Fig. 1）．本研究成果は国際

Fig. 1. Catalytic activity of C@h-BN for CO and C2H4
oxidations.

共著論文として，CCS Chemistry誌にて発表した．《論文4》■2022年度のうごき
2022年8月にSarinya HADSADEEが博士研究員として加わった．2023年2月学部学生の加藤創（理学部化学科）が分属された．2023年3月に千葉卓紘が修士課程を修了し，柴野草大が化学科を卒業した．

■研究課題
触媒反応のメカニズムを理論計算に基づく解析によって明らかにし，触媒原理に関する新しい概念を提示すること，及び理論解析に基づく触媒設計や反応設計に関する提案を行うことを目標として研究活動を行っている．
この目標を達成するために，実験グループとの共同研究を推進し，触媒反応系の本質を究明する．同時に，複雑な触媒反応系における理論的研究の適用範囲を拡大することを重要な課題として捉えており，既存の理論計算手法を越えた，新しい手法の開発を目指している．
活性な触媒反応系は，電子状態，分子構造，溶媒などの周辺環境との相互作用，動力学など様々な側面において極めて複雑な系であることが知られている．このような複雑な触媒反応系の本質を明らかにするためには，詳細な理論
計算モデルに基づく仮想現実のリアリティーを追究することが必要である．他方で，触媒系の物理化学的本質を捉えたシンプルな理論モデルを構築することで，実用的かつ本質的な計算を比較的容易に行うことが可能である．このような触媒反応系モデルの具体化と抽象化過程を通して，
触媒理論化学を学術的に発展させたい．
また，これらの研究を通して，環境触媒，エネルギーの生産と変換，化成品の高効率合成など，持続可能な社会への変革に貢献したいと考えている．
1．欠陥を有する窒化ホウ素ナノシート上のNiCo触媒によるメタンドライリフォーミング
上海大学のZhang Dengsongらは，欠陥がある六方晶窒化

年報2022・研究室編●

2．格子ひずみの導入によるRu表面におけるCO解離反応の制御
外力を導入した触媒系について，理論計算シミュレー
ションの観点から研究を行っている．不均一系触媒作用における格子ひずみの影響を理解するために，フィッシャー・トロプシュ反応に用いられるRu触媒について，等方性および異方性ひずみがCO解離活性に及ぼす影響を理論計算により検討した．
2022年度のトピック： ひずみを導入するとCOの吸着エネルギーが変化するが，ほとんどの場合，CO解離の活性化エネルギーはBrønsted-Evans-Polyani（BEP)の関係に従って吸着エネルギーと比例関係を示した．しかし，ステップを有するRu(1015)表面はBEP則と異なる挙動を示すことが見出され（Fig. 2），潜在的に新しい反応経路が存在しうることを示した本研究成果はJ. Phys. Chem. C誌にて発表
した．
《論文12》

Fig. 2. The density distribution of Cl− near the Pt13/graphite
electrode surface.

3. 反応物の配位により制御される反応経路：Ni錯体触媒によるベンゾフラン合成反応
医薬品への応用が期待される2,3-二置換ベンゾフラン

25

を，分子内C-O結合活性化を介してNi錯体により効率的に合成する反応が大阪大学・有澤らによって報告されている．同様の金属錯体による反応とは反応機構が異なるという実験結果が示唆されており，理論計算による反応機構解析が必要であった．
2022年度のトピック： 密度汎関数理論（DFT）計算を用
いて反応経路を計算し，反応機構を検討した．反応速度を決定するステップは，生成物の還元脱離であるが，反応物のNi錯体への配位により，生成物の熱力学的安定性が向上
するだけでなく，触媒サイクルの反応経路を決定するという結果が得られた．この結果は，オレフィンやアルキンの添加によってC-Cカップリング生成物の還元的脱離が促進される事実と関連しており，基質の自己触媒効果として認識することができる．本研究成果はOrganometallics誌にて公表した．
《論文3》

Fig. 3. A Substrate-assisted reductive elimination determining
the catalytic cycle of the Ni-catalyzed 2, 3-disubstituted
benzofuran Synthesis.

4．不斉脱水環化反応を触媒するRu触媒の反応機構に関する研究
キラルピリジンカルボン酸を配位子とするRu錯体は，アリルアルコールを環状エーテルへと不斉脱水環化する．
副生成物はH2Oのみであることから環境負荷が小さい反応である．また，中間体としてσ-アリル種が生成することが共同研究者らによって提案されている．Ru金属においては珍しく，理論計算による検証が待たれている．
2022年度のトピック： 反応機構とエナンチオ選択性の起源をDFT計算に基づき研究した．律速段階は脱水的なσアリル形成過程であり，計算された活性化エネルギーは実
験データとよく一致した．σ-アリル中間体を経由して主生成物に至る過程は，水素結合とハロゲン結合の両方によって促進されることが分かった．さらに，ハロゲンに依存する活性化ギブス自由エネルギーについても実際の反応性を再現した．このハロゲン傾向の起源は，エネルギー
分解解析によって明らかにされた．この研究成果はJ. Org.

Chem.誌にて発表した．
《論文6》
5. 不均一な固液電気二重層界面の理論的研究
電圧のかかった固液界面に形成される電気二重層について，電池や電気分解への興味から広く研究が行われてきた．近年では，担持金属ナノ粒子などと電解質溶液からなる不均一系の研究が進められている．そこで我々は，不均一な固液電気二重層界面についての原子レベルの知見を得るために，超並列第一原理計算プログラムSALMONと液体の統計力学理論(3D-RISM法)を組み合わせた手法を開発した．
2022年度のトピック： 開発した手法を用いて，電圧をかけたグラファイト担持白金ナノクラスターとKCl水溶液
界面の計算を行った．その結果，原子レベルの詳細によって電気二重層の特性が決定づけられていることを明らかにした（Fig. 5）．この成果はJ. Phys. Chem. C誌にて発表した．
《論文11》

Fig. 5. The density distribution of Cl− near the Pt13/graphite
surface.

6. Alchemical perturbation DFTを用いた機能性分子の設計法に関する研究候補となる分子が存在する化学空間において，所望の機能性を持つ分子を探索する分子設計法を研究している．探索問題を化学空間における最適化問題として捉えるアプ
ローチにはオリジナリティがある．加えて，探索過程で分子構造の安定性を考慮することは，現実的な分子を設計する上で極めて重要であり，本研究の特徴である．
2022年度のトピック：

Quantum alchemyに基づき，分子Fig. 6. Molecular design method for obtaining a functional
molecule by molecular optimization in a given chemical
space.

Fig. 4. Asymmetric dehydrative cyclization of allyl alcohol tocyclic ether using chiral Brønsted acid/CpRu(II) hybrid
catalysts.

26

構造の安定性を明示的に考慮しながら化学空間を探索し，機能性分子を設計する方法を提案した．本研究では，ブ
ルートフォーススクリーニングを行うことなく，平衡構造における機能性分子とその目的とする所望の特性を逆設計的に同時に予測することを可能にするものである．本手法は，(BF, CO), (CH4, NH3)，18種類のBNドープベンゼン
誘導体，3.1×105種類のBNドープフェナンスレン誘導体という様々な化学空間において，目的の原子化エネルギーと
電子エネルギーを持つ分子を得ることでその適用性を証

年報2022・研究室編●

明できた．本研究の成果は，J. Phys. Chem. Letters誌において発表した．
《論文8》■学内外の研究者との共同研究（2022年度）
フリッツ・ハーバー研究所 M. Scheffler 教授「担持金属触媒についての第一原理熱力学計算」/中国上海大学 Zhang
Dengsong 教授 「Selective Catalytic Reduction of NOx with
NH3 by solid catalyst」/北海道大学理学研究院化学部門澤村正也教授「銅触媒による光不斉アシル化反応メカニズムに関する研究」/東京大学大学院工学系研究科水野哲孝教授・
山口和也教授「担持金クラスターによる C-H 活性化のメカニズムに関する研究」/産業技術総合研究所・中島由美子
チームリーダー「アルキル基転移の反応機構に関する理論的研究」/東京工業大学物質理工学院山中一郎教授「メタン活性化メカニズムに関する研究」「二酸化炭素の電解還元メカニズムに関する研究」/京都大学工学研究科杉野目道紀教授「らせん高分子触媒によるヒドロシリル化に関する理論的研究」/京都大学工学研究科藤原哲晶教授「パラジウ
ム触媒による分子間炭素-水素結合アリール化反応におけるカルボキシラト配位子の立体効果」/大阪大学大学院工学研究科林高史教授「再構成ミオグロビンによるシクロプ
ロパン化反応に関する理論的研究」/大阪大学大学院薬学研究科有澤光弘准教授「Pd クラスターによる C-H 活性化
メカニズムに関する研究」/北海道大学触媒科学研究所福岡淳教授「高分子の加水分解機構に関する理論的研究」/北海道大学触媒科学研究所朝倉清髙教授「二酸化炭素の電解還元を促進するコバルト触媒の構造に関する研究」/北海道大学触媒科学研究所古川森也准教授「電力を利用する触媒反応の機構」/筑波大学計算科学研究センター矢花一浩
教授「ナノ構造体の光励起電子ダイナミクス」/京都大学化学研究所寺西利治教授・佐藤良太助教「プラズモニック合
金ナノ粒子の創成」/豊橋技術科学大学八井崇教授・東京理科大学根岸雄一教授・東京理科大学川脇徳久講師「担持した有機金属錯体や金属ナノクラスターを用いる触媒の開発」/アルバータ大学 Andriy KOVALENKO 教授「電極触媒反応の理論計算手法の開発」/ European XFEL 上村洋平博
士「内核 X 線発光スペクトルに関する研究」■2022年度の研究業績
原著論文（全て審査つき）(1) Chiba, T.; Iida, K.; Furukawa, S.; Hasegawa, J. FirstPrinciples Study on Unidirectional Proton Transfer on Anatase
TiO2 (101) Surface Induced by External Electric Fields. Phys.
Chem. Chem. Phys. 2023, 25, 9454-9460.
(2) Zhao, X.; Ratanasak, M.; Kon, K.; Hasegawa, J.; Ishihara, K.
Bulky magnesium(II) and sodium(I) bisphenoxide catalysts
forchemoselective
transesterificationof
methyl(meth)acrylates. Chem. Sci. 2023, 14, 566-572.
(3) Miyazaki, R.; Iida, K.; Ohno, S.; Matsuzaki, T.; Suzuki, T.;
Arisawa, M.; Hasegawa, J. Substrate-Assisted Reductive
Elimination Determining the Catalytic Cycle: Theoretical
Study on the Ni-Catalyzed 2,3-Disubstituted Benzofurans
Synthesis via C–O Bond Activation. Organometallics 2022,
23, 3455-3794. [Selected as Supplementary Cover](4) Deng, J.; Gao, M.; Hasegawa, J.; Zhang, X.; Wang, A.; Chen,A.; Zhang, D. Unravelling the anomalous coking-resistanceover boron nitride supported Ni catalysts for dry reforming of
methane. CCS Chemistry 2022, 1-14.
(5) Kato, Y.; Yoshino, T.; Gao, M.; Hasegawa, J.; Kojima, M.;
Matsunaga, S. Iron/Photosensitizer Hybrid System Enables theSynthesis of Polyaryl-Substituted Azafluoranthenes. J. Am.
Chem. Soc. 2022, 144, 18450-18458.
(6) Ratanasak, M.; Tanaka, S.; Kitamura, M.; Hasegawa, J.

年報2022・研究室編●

Asymmetric Dehydrative Cyclization of Allyl Alcohol to
Cyclic Ether Using Chiral Brønsted Acid/CpRu(II) Hybrid
Catalysts: DFT Study of the Origin of Enantioselectivity. J.
Org. Chem. 2022, 87, 13062-13072. [Selected as
Supplementary Cover](7) Ratanasak, M.; Murata, T.; Adachi, T.; Hasegawa, J.; Ema,
T.
Mechanism of BPh3-Catalyzed N-Methylation ofAmines with CO2 and Phenylsilane: Cooperative Activation of
Hydrosilane. Chem. Eur. J. 2022, e202202210. [Selected as
Inside Front Cover] [Selected as a hot paper](8) Shiraogawa, T.; Hasegawa, J. Exploration of Chemical Spacefor Designing Functional Molecules Accounting forGeometric Stability. J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13, 8620–
8627. [Selected as Supplementary cover](9) Hosaka, R.; Asada, D.; Cao, J.; Tamura, M.; Nakagawa, Y.;
Tomishige, K.; Hasegawa, J.; Nakayama, A. Reaction
Mechanism of Deoxydehydration by Ceria-Supported
Monomeric Rhenium Catalysts: A Computational Study. J.
Phys. Chem. C. 2022, 126, 11566-11573.
(10) Wang, B.; Ito, M.; Gao, M.; Noguchi, H.; Uosaki, K.;
Taketsugu, T. Identifying substrate-dependent chemicalbonding nature at molecule/metal interfaces using vibrationalsum frequency generation spectroscopy and theoretical
calculations. J. Phys. Chem. C. 2022, 126, 11298-11309.
(11) Iida, K. Atomic-Scale Picture of the Electric Double Layeraround a Heterogeneous Solid-Liquid Interface Based on 3DRISM-SCF Theory. J. Phys. Chem. C. 2022, 126, 9466-9474.
(12) De Chavez, D.; Hasegawa, J. Revisiting Activity Tuning
using Lattice Strain: CO Decomposition in Terrace Ru(0001)
and Stepped Ru(1015) Surfaces. J. Phys. Chem. C. 2022, 126,9324-9333. [Selected as Supplementary cover](13) Siwaipram, S.; Bopp, P. A.; Soetens, J.C.; Hasegawa, J.;
Schmid, R.; Bureekaew, S. MD Studies of Methanol Confinedin the Metal-Organic Framework MOF MIL-88B-Cl. J. Mol.
Liq. 2022, 359, 119252.
(14) Kuboon, S.; Deng, J.; Gao, M.; Faungnawakij, K.;
Hasegawa, J.; Zhang, X.; Shi, L.; Zhang, D. Unraveling thepromotional effects of NiCo catalysts over defective boron
nitride nanosheets in dry reforming of methane. Catal. Today.
2022, 402, 283-291.
(15) Apilardmongkol, P.; Ratanasak, M.; Hasegawa, J.; Parasuk,
V. Exploring the Reaction Mechanism of Heterobimetallic
Nickel-Alkali Catalysts for Ethylene Polymerization:
Secondary-Metal-Ligand
Cooperative
Catalysis.
ChemCatChem 2022, 14, e202200028.
(16) Iida, K. Role of Hydration in Photoexcited ElectronTransfer between a Gold Nanocluster and a Water Molecule.
J. Phys. Chem. C. 2022, 126, 7492-7499.
総説・解説(1) Iida, K.; Noda, M. First-Principles Calculation of
Photoexcited Electron Dynamics of Nanostructures, Progressin Nanophotonics 7, 2022, 147, 1-35.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Ratanasak, M.; Ishihara, K.; Hasegawa, J.: “Elucidating the
Chemoselective Transesterification Mechanism of Green
Sustainable Mg(BHT)2 Catalysts for Industrial Applications”,
The 4th Materials Research Society of Thailand International
Conference, Sunee Grand Hotel & Convention Center, Ubon
Ratchathani, Thailand, (2023/2/28-3/4). [Invited Talks](2) Hasegawa, J.: “Computational Chemistry with Constraint
Force for Investigation of Reaction Mechanisms”, The 4thMaterials Research Society of Thailand International
Conference, Sunee Grand Hotel & Convention Center, Ubon
Ratchathani, Thailand, (2023/2/28-3/4). [Keynote Speaker](3) De Chavez, D. P.; Hasegawa, J.: “On the Electronic Structure
Origin of Mechanochemically Induced Selectivity in Acid
Catalyzed Chitin Hydrolysis”, The 10th Asia-Pacific27

Association of Theoretical and Computational Chemistry,
ICISE, Quy Nhon, Vietnam, (2023/2/19-23). [Invited Talks](4) Ratanasak, M.; Ema, T.; Hasegawa, J.: “Mechanistic Studyof BPh3-Catalyzed N-Methylation of Amines with CO2 andPhenylsilane”, The 10th Asia-Pacific Association ofTheoretical and Computational Chemistry, ICISE, Quy Nhon,
Vietnam, (2023/2/19-23). [Invited Talks](5) Shiraogawa, T.; Hasegawa, J.: “Exploration of ChemicalSpace for Designing Functional Molecules Accounting forGeometric Stability”, The 10th Asia-Pacific Association ofTheoretical and Computational Chemistry, ICISE, Quy Nhon,
Vietnam, (2023/2/19-23). [Invited Talks](6) 飯田健二：「光や電圧に対するナノ界面の応答機構の解明」，日本化学会北海道支部奨励賞（若手）受賞講演
会，オンライン開催，(2023/2/20). [Invited Talks](7) 長谷川淳也：「外力を導入した計算化学による反応機
構研究」，特別講演会，京都大学，(2023/1/27). [Invited
Talks](8) 長谷川淳也：「系間交差を含む触媒反応経路に関する理論的研究」，スーパーコンピュータワークショップ
2022，分子科学研究所，(2023/1/16-17). [Invited Talks](9) 長谷川淳也：「外力を導入した計算化学による反応機
構研究」，IRCCS-RCMS-GTR-ITbM セミナー，名古屋大学，(2022/12/13). [Invited Talks](10) Miyazaki, R.; Rattanawan, R.; Hasegawa, J.: “DFT
Mechanistic Study on C-H Activation by Heterogeneous
Catalysts”, International Congress on Pure & Applied
Chemistry, Kota Kinabalu, Malaysia, (Online) (2022/11/2227). [Invited Talks](11) Hasegawa, J.: “Metal-support charge-transfer interaction in
Au/OMS–2 activates adsorbed O2 for indirect C-H activationof piperidone”, The 2022 Pure and Applied Chemistry
International Conference, King Mongkut's Institute ofTechnology Ladkrabang, Bangkok, (2022/6/30-7/1). [Invited
Talks]

28(12) Iida, K.: “Theoretical Study on Heterogeneous Interface
under Light and Voltage Bias”, IMS-ICAT Joint Symposiumof Surface Science for Catalysis, Hokkaido University,(2022/10/11). [Invited Talks](13) Hasegawa, J.: “Theoretical study on C-H activation withheterogeneous catalysts”, ICAT-IIT Indore Joint Symposium
on Catalysis (Online Conference) (2022/9/28)(14) Iida, K.: “Theoretical and Computational Study on
Nanostructures under Light and Voltage Bias”, ICAT-FHI
Symposium :New Dimension of Catalytic Surface Study,
Hokkaido University (2022/9/16).
(15) Ratanasak, M.; Ishihara, K.; Hasegawa, J.: “DFT Study on
the Chemoselective Transesterification of Methyl Acrylatewith Benzyl Alcohol Catalyzed by Magnesium(II)Aryloxides”, The 25th International Annual Symposium on
Computational Science and Engineering, Khon Kaen
University, Thailand (2022/6/8-11).
受賞(1) 飯田健二：「光や電圧に対するナノ界面の応答機構の解明」，日本化学会北海道支部．
《2022年度日本化学会北海道支部奨励賞》(2) 白男川貴史：「化学空間の探索に基づく一般的な機能に関する分子設計法の開発」，第16回分子科学討論会(2022/9/19-22)．
《分子科学会優秀講演賞》(3) 大城海：東京大学提供 GCI 2022 Summer 機械学習モ
デルの予測精度 542人中7位，438人中10位．《優秀修了生》(4) 千葉卓紘：「Theoretical Study on Proton Conduction on
Anataze TiO2 (101) Surface Induced by Electric Fields」, Post
Sympojium of TACAT9 at Hokkaido University (2022/8/1).
《Poster Award》(5) 高敏： 「系統的な構造計算に基づく不均一系触媒の機構理解と設計指針の構築」，(2022/4)．
《第3回理論化学会
奨励賞》

年報2022・研究室編●

触媒反応研究部門/Catalytic Reaction
Research Division■2022年度の構成員〈教授〉中島清隆・〈助教〉大須賀遼太[2023/02/01～]・〈博士研究員〉Jan J. WIESFELD・〈JSPS 外国人特別研究員〉
Daniele PADOVAN・〈学術研究員〉伊藤春奈・〈環境科学院/大学院博士課程〉石泉・〈環境科学院/大学院修士課程〉
新井直/袁俣曈

産業の理想像を実現するために大きな役割を果たし，数多くの基幹化学品製造（アンモニア製造や石油の精製・改質）の基盤技術となってきた．バイオマス変換プロセスにおいても固体触媒の利用が進められてきたが，バイオマス基質がもつ多量の含酸素官能基が引き起こす副反応を抑制す
る革新的なアイディアがなく，固体触媒プロセスの本来の特色である高い生産性と環境低負荷の工業プロセスの基礎学理が構築されていない．
そこで当部門では，バイオマス由来の糖類から多様な
基幹化学品原料となるフラン類の合成を目指し，その環境低負荷変換プロセスを構築するために必須となる固体
触媒反応プロセスの開発に取り組んでいる（Fig. 1）．フラン類の変換反応では，副反応を抑制する手段としての
アセタール保護基の活用を進めている．新しい固体触媒の開発と基質の反応性制御を基盤とした触媒反応プロセスの設計により，従来型の単純な反応条件の最適化研究とは一線を画した研究を推進する．

■2022年度のうごき
2022年4月に中島清隆教授が触媒科学研究所に着任し，触媒反応研究部門が発足した．初期メンバーは伊藤春奈さん（学術研究員），Daniele PADOVAN博士（JSPS外国人特別研究員），Jan J. WIESFELD博士（博士研究員），新井直さん（修士１年），袁俣曈君（研究生）である．2022年10月に石泉君（博士1年）が加わり，袁俣曈君が修士課程に進学した．2023年2月に大須賀遼太博士が助教として着任
した．

■研究課題
再生可能な炭素資源からのエネルギー・化学品製造を確立することは，持続可能な未来社会の基礎となる．触媒反応研究部門では，この“ビジョン”を実現するための研究活動に取り組んでいる．具体的には，ありふれた植物資源を“再生可能な循環型炭素資源”と位置付け，それを利用したエネルギー・化学品製造のための要素技術を開発す
る．化学反応を支配する“触媒”を追求し，“高い生産性と環境負荷が極限まで少ない次世代化学反応プロセスによる持続可能なものづくり”の実現に貢献する．
持続可能な資源循環型社会の構築を目指し，再生可能な“バイオマス資源”を炭素資源に利用した燃料および基幹化学品の開発が注目されている．空気中に存在する二酸
化炭素を利用した燃料・基幹化学品製造プロセスも有望なアプローチであるが，近未来における循環型炭素資源を利用した化学産業を稼働させるためには，バイオマス資源の利活用が必要不可欠である．これまでにバイオマス化学品
を用いて化石資源化学品の代替や新しい汎用材の創出が多数提案されているが，その大部分が汎用化・普及を想定できるレベルまで至っていない．その最大の理由は，汎用材の大規模生産に必要な“高い生産性”と“低環境低負荷”を併せ持つバイオマス変換プロセスが構築されていないことにある．エネルギー消費の大きな分離回収プロセスを必要とせず，繰り返し使用できる安定で高活性な固体触媒の利用は，これまでの化石資源を利用した“低コスト・低エネルギー・低環境負荷で持続可能なものづくり”という年報2022・研究室編●

Fig.1. セルロースから基幹化学品の原料への誘導経路
1．金属酸化物触媒による糖類の変換反応
非晶質の酸化ニオブ（含水ニオブ酸）は水中で機能するルイス酸触媒であり，その脱水作用によってグルコースを水溶液内で多様な基幹化学品へ誘導するための鍵となる 5-ヒドロキシメチルフルフラール（HMF）へと変換
することができる（Fig. 1）．一方，低結晶性の酸化チタンは水中で機能するルイス酸塩基サイトをもち，その協奏的脱水作用によってグルコースから HMF を生成する
ことができる．ニオブやチタンをベースとした新しい糖変換用固体触媒の創生する手法として，①複合酸化物への拡張による酸性質および塩基性質の制御，②結晶化度の変化による酸密度・酸強度の制御，が重要となる．
2022年度のトピック：
1) YNbO4の酸塩基性質とそれを利用した糖変換反応
ゾルゲル法で調製した非晶質の含水酸化ニオブにアン
モニア水と過酸化水素水を加えて結晶状の過酸化物錯体（ (NH4)3[Nb(O2)4] ） を 生 成 さ せ ， そ の 水 溶 液 に 等 量 のY(NO3)3 が溶解した水溶液をゆっくりと滴下すると溶液内に白色沈殿が生成する．この前駆体を空気中で焼成することによって YNbO4 が得られる．
700 ºC で焼成した試料は正方晶 YNbO4 の結晶性酸化物
であり，その主要な構造ユニットは 4 配位ニオブ種である（Fig. 2）．複合酸化物の合成では一般的な固相法が採用されており，2 種類の酸化物を混練して高温焼成することによって目的の複合酸化物を合成する．長時間の高温焼成により得られる高結晶性酸化物の表面積は非常に小さく，
一般的には固体触媒として有効ではない．一方，液相沈殿法によって得られる前駆体は 2 種類の金属種（Y と Nb）
が原子レベルで均一混合した状態であり，非晶質の状態か

29

ら複合酸化物に特有の構造特性を有し，700 ºC の結晶化した後も 10-20 m2 g-1 程度の大きな表面積を保持している．

Fig. 2 正方晶YNbO4の構造図
正方晶 YNbO4 の表面にはルイス酸塩基サイトが存在しており，その触媒作用をグルコースの脱水反応で評価した（Fig. 3）．触媒表面をリン酸で処理して副反応を誘起す
る塩基性サイトを不活性化すると，目的生成物である
HMF の収率・選択率が大幅に向上した．その活性は結晶性酸化ニオブを含む比較触媒に比べても高いだけではな
く，使用後の触媒を単純に空気焼成することにより再利用できた．含水酸化ニオブのような非晶質体や酸化チタンのような低結晶体では繰り返し使用の際の焼成処理により結晶化が起こり，本来の高い活性・選択性が低下することが多い．一方，YNbO4 の触媒作用は安定な結晶構造表面に形成された酸塩基性サイトに基づくため，焼成処理による活性低下は起こらない．なお，1) Y2O3 由来のルイス酸性
質が本反応に有効でないこと，2) Nb2O5 には塩基性サイトがないので，YNbO4 の塩基性質は塩基性酸化物を形成す
るイットリウムに由来すること，3) リン酸処理によって塩基性質が大幅に低下して新しいルイス酸サイトが形成されることを踏まえ，リン酸処理した YNbO4-のニオブ由
来の主な活性サイトを以下のように提案した．

し，単位重量当たりの触媒活性が大幅に向上することも確認している．このアプローチを発展させ，より高活性な触媒開発を継続している．
2．HMFアセタールの変換反応
リグノセルロースから誘導されるHMFは，フラン環を基盤とした様々な有用ポリマーの原料となることが知られている（Fig. 1）．その中でもフランジカルボン酸は石油由来のテレフタル酸を置き変える新たな植物由来ポリエ
ステルの原料として注目されている．植物由来のバイオエ
チレングリコールとフランジカルボン酸から合成される
PEFは，石油から作られるポリエチレンテレフタレート（PET）を上回る様々な優れた物性（ガス透過性や高い引張強度など）をもつ．そのため，BASFやDupontなど海外の大手化学メーカーもフランジカルボン酸の大規模合成を進めているが，現状では生産性の高いフランジカルボン
酸の大規模合成は達成されていない．その最大の要因は，HMFを高濃度条件下で効率よくフランジカルボン酸へ変換することができないことにある．そこで我々は副反応の原因となるHMFのホルミル基を1,3-プロパンジオールで保護し，その後に6員環アセタールを含むHMF（以下ではPD-HMFと示す）を酸化することにより高濃度溶液内でも副反応を抑制しつつフランジカルボン酸を合成する手法を考案した（Fig. 4）．
Step 2

Step 1
HO

O

O
H

HMF

O

Acetalization
HO

HO(CH2)3OH(1,3-propanediol)O

PD-HMF

O

Oxidation
O

HO

O

O
OH

Au/CeO2
FDCA

Fig. 4 PD-HMFを利用したフランジカルボン酸合成
2022年度のトピック：
1) 逐次反応によるPD-HMFからのFDCA合成
セリア担持Au触媒（Au/CeO2）を使用したPD-HMFの酸化反応においては，高濃度溶液中（10-20 wt%）でも副反応を抑制しつつフランジカルボン酸（FDCA）を高収率で合成できることを見出している．しかし，保護剤として利用した1,3-プロパンジオールの回収率は約80%であった．
本反応の律速段階は中間体である5-ホルミル-2-フランカ
ルボン酸（FFCA）のアセタール部位をカルボン酸へと酸化する過程である（Fig. 5）．高いFDCA収率と1,3-プロパン
ジオール回収率を両立させるため，脱保護を介した2段酸化反応系の構築に取り組んだ（Fig. 5）．

Fig. 3 リン酸処理によって正方晶 YNbO4 表面に生成するルイス酸サイトの推定構造
2) MNb2O5の（M=Ba, Sr, Ca）の合成と糖類の脱水反応
結晶状のNb過酸化物錯体から合成される水溶性乳酸ニオブ錯体を利用したアモルファス金属錯体法にて，アルカリ土類金属を第二成分としたニオブ系複合酸化物の合成とその酸触媒作用を検討した．前駆体の700 °C焼成によって単一相の結晶性複合酸化物が得られ，その表面積は15~30
m2 g-1であった．試料をキシロースの脱水反応に適用した
ところ，比較的に良好な収率・選択率でフルフラールが合成できること，さらに繰り返し使用性に優れることを確認した．また，前駆体溶液を-Al2O3に含浸担持し，それを700 ºC焼成すると複合酸化物の微粒子が担体表面に形成

30Fig. 5 保護剤の高い回収率とFDCAの高い生産性を併せ持つ逐次的FDCA合成プロセス
このプロセスでは，先ず，ルイス酸性質の弱い両性酸化物または塩基性酸化物表面にAuナノ粒子を固定した担持Au触媒により，アセタール部位を維持したままHMFアセ
タールをFFCAアセタールへと変換した（ステップ1）．次に，酸触媒によってFFCAアセタールをFFCAと保護剤である1,3-プロパンジオールへと加水分解した（ステップ2）．
1,3-プロパンジオールはこの段階で反応系中から回収される．最後に，未保護のFFCAをFDCAへと同一の担持Au触媒によって酸化した（ステップ3）．このコンセプトに従っ

年報2022・研究室編●

て様々な担体を利用した担持Au触媒を調製し，ステップ1
における触媒活性を調査したところ，ヒドロキシアパタイ
ト担持金触媒（Au/HAP）が優れた触媒活性を示した（FFCA
アセタールの収率：93%）．ここで得られた反応溶液に塩酸を加えて60 ºCで加熱すると加水分解が定量的に起こり，FFCAおよび1,3-プロパンジオールが99.5%以上の収率で得られた．更に10 wt%のFFCA水溶液をAu/HAPにて酸化すると，FDCAを選択率96%（転化率98%）で得た．この検討に加え，窒素含有カーボン担持コバルト触媒がAu/HAPと同程度の活性を示すことを見出した．よって，貴金属を利用しない場合でも，3段階反応により良好なFDCA収率
および保護剤回収率を達成することができた．なお，保護材の回収に加えて塩基使用量の低減を目指し，アルコール
中での酸化的エステル化反応についても検討を開始している．
2) 還元的アミノ化によるポリアミド原料の合成
HMFの部分酸化物である2,5-ジホルミルフラン（DFF）
および2-ホルミルフラン-5-カルボン酸（FFCA）のホルミル基を還元的アミノ化によって第１級アミンへと変換す
ると，ジアミン体（2,5-ジアミノメチルフラン， AMF）およびモノアミン体（2-アミノメチルフラン-5-カルボン酸，
AMFCA）を合成することができる．本研究では，阪大満留Gによって開発されたCo2Pナノロッド触媒を利用して，還元的アミノ化反応によるDFFからのAMF合成およびFFCAからのAMFCA合成を検討することとした（Fig. 6）．
本研究の特徴は，バイオマス由来基質を対象とした触媒反応であることに加え，空気中でも取り扱いが容易なCo2Pナノロッド触媒による反応系であること，アセタール化による副反応制御を活用した反応系のデザインに取り組むことである．

Fig 6. HMFから誘導されるアルデヒド基質（DFFおよび
FFCA）からのアミン類製造
両者の反応に対してアセタールを導入すると反応選択性が向上し目的生成物を選択的に合成できること，Co2Pナノロッド触媒の還元特性が他のコバルト系触媒より優れていること，ヘミアセタールを経由する反応経路を経て反応が進行していることを見出した．

■学内外の研究者との共同研究（2022年度）
アイントホーフェン工科大学（オランダ）Emiel Hensen教
授 「 Selective conversion of biobased feedstock throughprotective strategies (共同利用・共同研究)」/東北大学加藤英樹教授「グルコース転化のための固体酸触媒開発」/横浜国立大学本倉健教授「粒子間水素移動における機構解明とア
ルカンC-H活性化反応への応用」/大阪大学満留敬人准教授「高活性・安定性・耐久性を兼ね備える革新的ナノ合金触媒の開発」/大阪大学山口渉助教「環境調和型脱酸素反応系の開拓を目指 したハイブリッド金属ナノ結晶触媒の開発」/鳥取大学菅沼学史准教授「プロリン水素化におけるPt
触媒への第二元素修飾効果」

年報2022・研究室編●■2022年度の研究業績
原著論文（全て審査つき）(1) Padovan, D.; Endo, K.; Matsumoto, T.; Yokoi, T.; Fukuoka,
A.; Kato, H.; Nakajima, K. Acid-Base Property of Tetragonal
YNbO4 with Phosphate Groups and Its Catalysis for the
Dehydration of Glucose to 5-Hydroxymethylfurfural. Small
Structures 2022, in press.
(2) Kaku, C.; Suganuma, S.; Nakajima, K.; Tsuji, E.; Katada, N.
Selective Hydrogenation of L-proline to L-prolinol over Al2O3supported Pt-MoOx Catalyst. Chemcatchem 2022, 14,e202200399 .
(3) Mori, T.; Shigyo, T.; Nomura, T.; Osanai, Y.; Nakajima, K.;
Fukuoka, A. Ethylene oxidation activity of silica-supported
platinum catalysts for the preservation of perishables. Catal.
Sci. Tech. 2022, 12, 3116-3122.
総説・解説(1) Padovan, D.; Nakajima, K.; Hensen, E.J.M. Metal Oxide
Catalysts for the Valorization of Biomass-derived Sugars.
Springer Singapore, pp. 325-347, (2022).
(2) 中島清隆，固体触媒を利用した高機能性バイオマスポ
リエステル原料の合成, メタンと二酸化炭素～その触媒的化学変換技術の現状と展望～，(株)シーエムシー・リ
サーチ， 第3章，第2節, pp. 423-434 (2022)
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) 中島清隆:「固体触媒によるバイオマス変換：糖類からのプラスチック原料の合成」, 第 439 回触媒科学研究所
コロキウム, オンライン開催, (2022/6/7). [Invited](2) Nakajima, K.: Effective Strategy for High-Yield Furan
Dicarboxylate Production for Biobased Polyester Applications
Taipei International Conference on Catalysis, オンライン開催, 2022 年 7 月 21 日. [Invited](3) Padovan, D.; Kato, H. Fukuoka, A.; Nakajima, K.: “Sugars
dehydration with Nb-based mixed metal oxide catalysts”, The
9th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science &Technology, Fukuoka, Japan (2022/7/25). [Oral](4) Boonyakarn, T.; Wiesfeld, J.J.; Fukuoka, A.; Mitsudome, T.;
Nakajima, K.: “Reductive amination of 5-formyl-2furancarboxylic acid to 5-aminomethylfuran-2-carboxylic acidover a cobalt phosphide catalyst”, The 9th Tokyo Conference on
Advanced Catalytic Science & Technology, Fukuoka, Japan(2022/7/26). [Poster](5) Wiesfeld, J.J.; Hensen, E.J.M.; Fukuoka, A.; Nakajima, K.:“Aerobic oxidation of concentrated acetal-protected 5-HMF
solutions to FDCA catalyzed by nitrogen-doped carbonsupported cobalt catalyst”, The 9th Tokyo Conference on
Advanced Catalytic Science & Technology, Fukuoka, Japan(2022/7/26). [Poster](6) Furuya, M.; Aoshima, T.; Nakajima, K.: “Synthesis of 2,5furandicarboxylic acid from glucose”, The 9th Tokyo
Conference on Advanced Catalytic Science & Technology,
Fukuoka, Japan (2022/7/26). [Poster](7) 中島清隆: 基幹化学品製造を志向したバイオマス変換,触媒学会若手会 第 42 回夏の研修会, 北海道大学(2022/8/2). [Invited](8) Nakajima, K.: Protection strategy for selective conversion of
biomass-derived furanics to platform molecules, ICAT-IIT
Indore Joint Symposium on Catalysis, オ ン ラ イ ン 開 催(2022/9/28). [Invited](9) Nakajima, K.: An Acetal Protection Strategy for
Chemocatalytic Valorization of Biomass-Derived Furanics to
Building Blocks for Functional Polyesters, International
Congress on Pure & Applied Chemistry Kota Kinabalu, Sabah,
Malaysia (2022/11/23). [Invited]31

物質変換研究部門/Catalytic Transformation
Research Division■2022年度の構成員〈教授〉福岡淳・〈助教〉Abhijit SHROTRI・〈博士研究員〉
Shaikr Nazmul Hasan Mohammad DOSTAGIR・〈非常勤研究員〉Yayati Naresh PALAI ・〈事務補助員〉横山祐美子・〈 総 合 化 学 院 / 大 学 院 博 士 課 程 〉 加 藤 寿 也 /Nirupama
SHEET/Zijian WANG・〈総合化学院/大学院修士課程〉長
内有輝・〈理学部/学部学生〉佐藤健人

分解させることが可能になった(Fig. 2)．本手法によりグル
コースの高速合成を達成するとともに，水溶性セロオリゴ糖（3～6量体）を良好な収率で合成することにも成功した．
これらの反応は，高耐久性という固体触媒の特長を活かし，反応条件の適用範囲を広くすることで初めて実現した．水溶性セロオリゴ糖は付加価値が高く，植物に対してバイオスティミュラントとして機能する．

Fig. 2 Adsorption of cellulose through CH- bonding andhydrolysis by weak acid site on carbon■2022年度のうごき
2022年9月にTat Boonyakarn君が博士号を取得し民間会社に就職した．2022年10月から半年間，Carlo R. Tomuschat君（ミュンヘン工科大学修士課程在学）が特別研究学生として在籍しCO2還元の研究を行った．

2022年度のトピック： リン酸によるセルロース溶解と炭素触媒の吸着を利用するセルロース糖化法を案出し，ライ
フサイクルアセスメントにおいてグリーンハウスガスの排出が低いことを示した《論文12》(Fig. 3)．

■研究課題
1．固体触媒によるセルロースの解重合
再生可能なバイオマスを原料にすれば，化学品合成の低炭素化に資する．木質バイオマスの主成分はセルロースであり，解重合すれば化学品の原料になるが，セルロースは強固な結晶構造をもち解重合が困難である．さらに，生成するグルコースが副反応を起こしやすいという問題がある．我々は，セルロース解重合に固体触媒を用いることを着想し，担持金属触媒を用いて加圧水素下で反応を行うと，セルロースの加水分解水素化が進行しソルビトールが得られることを見いだした(Fig. 1)．これは固体触媒による初のセルロース解重合であり，多くの類似研究が行われる契機となった．

Fig. 3 H3PO4-Assisted adsorption of cellulose on a carbon
catalyst for hydrolysis to glucose.
2．固体触媒によるキチンの解重合
我々は，海洋バイオマスの一つで窒素を含むキチンの解重合に取り組んでいる．キチンはN-アセチルグルコサミン（NAG）がβ-1,4-グリコシド結合によって連結した高分子であり，セルロースと同様の構造をもつ(Fig. 4)．キチンはエビやカニの甲羅に含まれており，バイオマスの中でセルロースに次ぐ資源量をもつが，分解が困難であるためほとんど利用されていない．また，解重合の際にグリコシド結合に加えアミド結合も加水分解される可能性があるが，脱アセチル化物はNAGよりも価値が低い．

Fig. 1 Hydrolytic hydrogenation of cellulose to sorbitol.
次にセルロース加水分解に取り組み，カルボキシ基などの弱酸点をもつ炭素触媒を用い，触媒とセルロースを混合
ミル処理する新たな方法論を提示した．これにより，固体
触媒－固体基質間の接触が増加し，セルロースを炭素表面上に吸着させ弱酸点によりβ-1,4-グリコシド結合を加水32

Fig. 4 Structures of chitin and cellulose, and hydrolysis ofchitin to NAG.

年報2022・研究室編●

我々は，セルロース解重合法を発展させたメカノキャタ
リシスによりキチンを効率よく解重合できることを示した．すなわち，キチン粉末と硫酸あるいは炭素触媒を混合ミル処理すると，酸点によりグリコシド結合が切断されるがアミド基は保持され，高選択率でキチンオリゴ糖を合成できる(Fig. 5)．

Fig. 7 Selective synthesis of oligosaccharides
mechanochemical hydrolysis of chitin.

Fig. 5 Hydrolysis of chitin with acid under mechano-catalysis
conditions.
また，反応機構を詳細に検討し，ボールミルのマクロな力がグリコシド結合を選択的に活性化し，プロトン化と引き続くグリコシド結合開裂の両方を促進することを明らかにした．オリゴ糖からは加水分解によりNAGが容易に得られる．キチンオリゴ糖はセロオリゴ糖と同様に高い付加価値をもつ．
さらに，NAGの変換反応を検討し，NAGを還元して糖ア
ルコール（ADS）を得るととともに，ADSの脱水により二環縮合アミドアルコール（ADI）を新規に合成した(Fig. 6)．
このようにキチンを解重合してNAGを得た後に，NAGから各種の有機窒素化合物を合成する新たな反応プロセスを示した．キチンを出発原料とすることで炭素に加えて窒素も再生可能となる．

by

3．シリカ触媒担持白金触媒による低温エチレン酸化と青
果物鮮度保持への応用
我々は白金ナノ粒子と多孔質シリカを組み合わせた触媒による酸化反応を検討し，エチレンが0℃の低温でも二酸化炭素と水に酸化されることを見いだした(Fig. 8)．この
低温酸化は，白金とシリカの組み合わせのときに起こり，
白金隣接サイトが活性点となること，シリカ上のシロキサンなどの疎水性場が水を効果的に除去して定常活性を保つことを明らかにした．

Fig. 8 Low-temperature oxidation of ethylene by silicasupported Pt catalyst.

Fig. 6 Synthesis of organonitrogen compounds from NAG.
2022年度のトピック： 弱酸点をもつ炭素触媒は，メカノ
ケミカル条件下でキチンをオリゴ糖に選択的に加水分解する．本システムは，小さなオリゴマーよりも大きな分子を優先的に切断するため，キチンオリゴ糖の選択性と収率が最大になる．キチンオリゴ糖は，バイオスティミュラン
トとして農業分野での応用が期待される《論文9》（Fig. 7）．

年報2022・研究室編●

さらに，本触媒を青果物の鮮度保持に応用し，収穫後の野菜・果物から放出される微量のエチレンを酸化除去して，熟成を抑制できることを示した．本触媒は，「プラチナ触媒」と命名され，冷蔵庫の野菜室や野菜貯蔵庫で実際に使われており，野菜の歩留まり向上・フードロス削減に大きく貢献している．2020年にフードロス削減コンソーシ
アムを立ち上げ，本触媒技術の普及を行っている．大型野菜貯蔵庫に設置した触媒は，3年以上にわたり鮮度保持効
果と歩留まり向上を示している．このことはプラチナ触媒の高い耐久性に起因する．
2022年度のトピック： フードロス削減コンソーシアムは
令和4年度までに17法人が加入し技術導入を進めた．また，ブランディングのためロゴマークを商品登録した(Fig. 9)．
さらに，啓発活動の一環として触媒技術の展開について高校生アイデアコンテスト行い，8グループが参加しアイデアを競った．また，花卉の長期保存への応用について，北海道立総合研究機構と岩見沢農業高校とともに共同研究を開始した(Fig. 9)．

33

Fig. 9 Logo of “Platinum Catalyst No-Foodloss Consortium”
and a photo of press conference on collaboration forpreservation of flowers.
4．CO2選択還元触媒の開発
水素化を経由したCO2 の化学品原料としての利活用が期待されており，その有望な中間体としてメタノールとCOが挙げられる．しかし，これまでに報告されている触媒系には，CO2高転化率時における生成物選択性が低いといった問題がある．これを解決するために，我々は，担持金属または金属ドープした酸化物触媒の界面サイトが有する触媒活性・選択性に着目して研究を行っている．特に，
酸素空孔(VO∙∙)とそれに隣接する金属原子(MM)の作用による固有のCO2吸着・活性化能に興味を持っている．このような観点から，現在，酸素空孔を有する種々の酸化物触媒を設計し，CO2水素化によるメタノールとCOの選択的な合成を目指している．
2022年度のトピック： TiO2にInをドープして調製した複合酸化物触媒が，逆水性ガスシフト（RWGS）反応において通常不利になる高圧・低温の条件下でも有効であることを示した．In-TiO2酸化物の還元しやすい界面での酸化還元反応により，99 %のCO選択率と高い収率を達成した《論文10》(Fig. 10）．

Fig. 10 CO2 hydrogenation to CO over In-TiO2 catalyst.

■学内外の研究者との共同研究（2022年度）
東京工科大学原賢二教授「未利用バイオマス資源のアップ
グレード利用に関する触媒研究」/東京理科大学佐川拓矢
助教「キチンを原料とした窒素含有ポリマー前駆体の効率的合成法の開発」/モナッシュ大学Akshat TANKSALE准教
授「Catalyst development for conversion of CO2 to acetic acid」/CSIR-インド工科大学, John MONDAL主任研究員「Designof Advanced
metalatedporous-organic-polymer
forphotocatalytic CO2 reduction」/バージニア工科大学Ayman
KARIM准教授「Stabilizing Rh Single Atoms using Small Metal
Oxide Nanoparticles for CO/CO2 Hydrogenation」■2022年度の研究業績
原著論文（全て審査つき）(1) Boonyakarn, T.; Wiesfeld; J. J.; Asakawa, M.; Chen, L.;
Fukuoka, A.; Hensen, E. J. M.; Nakajima, K. Effective
Oxidation of (5-Hydroxymethyl)furfural to 2,5-Diformylfuran
by an Acetal Protection Strategy. ChemSusChem 2022, 15,e202200059.
(2) Palai, Y. N.; Shrotri, A.; Fukuoka, A. Selective Oxidation of
Furfural to Succinic Acid over Lewis Acidic Sn-Beta. ACS
Catal. 2022, 12, 3534-3542.
(3) Wiesfeld, J. J.; Asakawa, M.; Aoshima, T.; Fukuoka, A.;
Hensen, E. J. M.; Nakajima, K. A Catalytic Strategy for
Selective Production of 5-Formylfuran-2-carboxylic Acid and34

Furan-2,5-dicarboxylic AcidEffective Oxidation of (5Hydroxymethyl)furfural to 2,5-Diformylfuran by an Acetal
Protection Strategy. ChemCatChem 2022, 14, e202200191.
(4) Mori, T.; Shigyo, T.; Nomura, T.; Osanai, Y.; Nakajima, K.;
Fukuoka, A. Ethylene oxidation activity of silica-supported
platinum catalysts for the preservation of perishables. Catal.
Sci. Technol. 2022, 12, 3116-3122.
(5) Mondal, J.; Boro, B.; Adak, M. K.; Biswas, S.; Sarkar, C.;
Nailwal, Y.; Shrotri, A.; Chakraborty, B.; Wong, B. M.
Electrocatalytic Water Oxidation Performance in an Extended
Porous Organic Framework with a Covalent Alliance ofDistinct Ru-Sites. Nanosacle 2022, 14, 7621-7633.
(6) Sagawa, T.; Kobayashi, H.; Murata, C.; Shichibu, Y.;
Konoshi, K.; Hashizume, M.; Fukuoka, A. Catalytic Synthesisof Oxazolidinones from a Chitin-Derived Sugar Alcohol. Bull.
Chem. Soc. Jpn. 2022, 95, 1054-1059.
(7) Priya, B.; Kumar, A.; Dostagir, SK N. H. Md; Shrotri, A.;
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in water. ChemCatChem 2022, 14, e202200590.
(8) Padovan, D.; Endo, K.; Matsumoto, T.; Yokoi, T.; Fukuoka,
A.; Kato, H.; Nakajima, K. Acid-Base Property of Tetragonal
YNbO4 with Phosphate Groups and Its Catalysis for the
Dehydration of Glucose to 5-Hydroxymethylfurfural. Small
Struct. 2022, 2200224.
(9) Kobayashi, H.; Suzuki, Y.; Sagawa, T.; Saito, M.; Fukuoka.
A.
Selective
Synthesisof
Oligosaccharides
byMechanochemical Hydrolysis of Chitin over a Carbon-Based
Catalyst. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202214229.
(10) Dostagir, N. H. M.; Fukuoka, A.; Shrotri, A. Redox
Behavior of In-O-Ti Interface for Selective Hydrogenation of
CO2 to CO in Doped In-TiO2 Catalyst. ChemCatChem 2023,
e202201348.
(11) Harako, A.; Shimoda, S.; Suzuki, K.; Fukuoka, A.; Takada,T. Effects of the electron-beam-induced modification of g-C3N4
on its performance in photocatalytic organic dye
decomposition. Chem. Phys. Lett. 2023, 813, 140320 (2023).
(12) Shrotri, A.; Eguchi, K.; Mahardiani, L.; Kobayashi, H.;
Yamashita, M.; Yagita, H.; Fukuoka, A. Solvent-Assisted
Adsorption of Cellulose on a Carbon Catalyst as a Pretreatment
Method for Hydrolysis to Glucose. Chem 2023, 5, 381-392.
総説・解説(1) 藪下瑞帆，福岡淳 金属有機構造体NU-1000を用いたバイオマス由来糖化合物と芳香族化合物の選択吸着・分離. ファインケミカル 2022, 51, 11-18.
(2) 福岡淳 触媒技術の動向と展望 2022, 2022, 210-219,
触媒学会, 東京.
(3) Fukuoka, A.; Kobayashi, H. Valorization of Cellulose andChitin into Valuable Chemicals by Heterogeneous Catalysis. J.
Jpn. Petrol. Inst. 2023, 66, 48-56.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) 福岡淳: セルロース・キチンの触媒変換による有用化
学品合成, 石油学会第 64 回年会, 東京, 2022/5/30. [Award
Lecture](2) 福岡淳: 触媒の実用化：概論とケーススタディ, 2022 年
北の国触媒塾, オンライン開催, 2022/6/25. [Invited](3) Fukuoka, A.: Valorization of Cellulose and Chitin by
Heterogeneous Catalysis, Taipei International Conference on
Catalysis, on-line, 2022/7/20. [Keynote](4) Fukuoka, A.: Heterogeneous catalysis for valorization ofcellulose and chitin, The 9th Tokyo Conference on Advanced
Catalytic Science and Technology (TOCAT9), Fukuoka,
2022/7/26. [Plenary](5) Fukuoka, A: Ethylene oxidation by supported platinum
catalyst for preservation of fruits and vegetables, 12th
International Conference on Environmental Catalysis(ICEC2022), on-line, 2022/7/31. [Invited]

年報2022・研究室編●

(6) Shrotri, A.: Carbon dioxide hydrogenation over mixed-oxide
catalysts, ICAT-IIT Indore Joint Symposium on Catalysis, online, 2022/9/28. [Invited](7) Fukuoka, A.: Preservation of Fruits and Vegetables by
Ethylene Oxidation over Platinum Catalyst, Chitose
International Forum on Science & Technology 2022 (CIF22),
on-line, 2022/9/30. [Invited](8) 福岡淳: 資源有効のための固体触媒の開発－食品ロス
削減とバイオマス変換, 京都大学理学研究科, 2022/11/29.
[Invited]
受賞（1）Abhijit SHROTRI：「二酸化炭素およびバイオマス資
源 活 用 の た め の 触 媒 開 発 」， 一 般 社 団 法 人 触 媒 学 会（2023/03/16）.《2022 年度触媒学会奨励賞》

年報2022・研究室編●（2）福岡淳：「セルロース系バイオマスの解重合と青果物
鮮度保持のための固体触媒の開発」，公益社団法人日本化学会（2022/03/23）.《第 75 回日本化学会賞》（3）Nazmul DOSTAGIR，Doping of Co in ZrO2 createsinterfacial sites with oxygen vacancy for selective hydrogenationof CO2 to CO, Post Symposium of TOCAT9, (2022/08/01).
<<Excellent Research Award>>（4）Yayati Naresh, Selective oxidation of furfural to succinicacid over Lewis acidic Sn-Beta, 12th International Conference
on Environmental Catalysis (ICEC2022), 2022/07/30-08/02.
<<Presentation Award>>（ 5 ） Abhijit Shrotri, Hydrogenation of CO2 over oxygen
vacant sites in Co-doped ZrO2 catalysts, 第 129 回触媒討論会(2022/04/04). <<優秀講演賞>>（6）福岡淳，アメリカ化学会（2023/03/17）《. ACS Reviewer
Certificate》

35

触媒材料研究部門/ Catalyst Material
Research Division■2022年度の構成員〈教授〉清水研一・〈准教授〉古川森也・〈助教〉鳥屋尾
隆 ・ 〈 博 士 研 究 員 〉 峯 真 也 /Abdellah AIT EL FAKIR［2022/05/01～］/Gang WANG［2022/12/01～2023/01/06］・〈学術研究員〉佐藤良昭［2022/09/01～］・〈JSPS 外国人特別研究員〉Gang WANG［～2022/11/29］/Ningqiang ZHANG/Lingcong LI /Jiahuan TONG ［2023/03/21～］・〈外国人研究員〉Jiacheng BAO ［2022/07/07～］/Alisa PHUEKPHONG［2022/12/01～］/Tan LI ［2022/12/01～］
・〈研究生〉Chenyang
ZHANG ［2022/06/01～2022/09/30］/Li WAN［2022/05/01～2022/09/30］/Yumeng YAN ［2022/06/01～2022/09/30］・〈技術職員〉下田周平・〈総合化学院/大学院博士課程〉
Chiawei CHEN 陳 家 偉 / 窪 田 博 愛 / 安 村 駿 作 /Yuan
JING/Feilong XING/Jianshuo ZHANG/Ke LIU /Mengwen
HUANG/Jiamin MA/中谷勇希/下田光祐/宮崎眞太・〈総合化学院/大学院修士課程〉印部拓人［～2022/09/30］/Zirui LI［～2022/09/30］/Duotian CHEN/Xu GUO/林田英悟/Chenxi
HE/Xiaoming HU/加藤大雪/向山拓実/Yucheng QIAN/竹歳
昂一郎/Ziyang WU/Shirun ZHAO/永井健/関根一翔/富室洋介/吉原雅貴/Chenyang ZHANG ［2022/10/01～］/Li WAN［2022/10/01～］・〈工学部/学部学生〉宮景琢充/山田克哉・〈技術補佐員〉山口理美［2022/07/19～］・〈技術補助員〉
高橋恵美［～2022/09/30］・〈技術職員〉下田周平・〈事務補助員〉後藤愛［～2022/04/30］・〈研究支援推進員〉
後藤愛［2022/05/01～］・〈特定専門職員〉久保田亜美［～2022/06/16］/久保田亜美［2023/01/01～］ス（MI）の萌芽的取り組みとして，触媒素過程として酸素
欠陥生成, Lewis酸塩基相互作用に焦点を絞り，触媒表面・反応分子の構造・電子状態と各素過程の熱力学的な起こりやすさを網羅的に理論計算し，機械学習を併用したデータ解析を行ってきた．
2022年度のトピック： 金属/酸化物担体の境界(perimeter)
サイトでは，担体表面の電子状態が隣接金属により変化するため，触媒特性が変化する．担体（In2O3）と金属ナ
ノ粒子のperimeterモデルとして，In2O3（111）上に各種金属（Ag，Au，Cu，Ir，Pd，Pt，Re）のナノロッドを担持させた構造を作成した（Fig. 1A）．金属のフェルミ準位が表面の酸素空孔の欠陥エネルギー準位よりも深い場合，金属に隣接した酸素が除去されると，金属が過剰な電子を受け入れる電子捕捉剤として機能しうる．各モデル上のEOvac（表面酸素欠陥生成エネルギー）の最小値は酸素除去に伴うナノロッドへのBader電荷の変化量と良く相関し（Fig. 1C），金属の電子受容能が高いほど酸素欠陥が生成し易いことが示された．従って，金属ごとの最小EOvac
は，金属の仕事関数（WF）の増加とともに減少する（Fig. 1B）
．また，担体の価電子帯よりも高いエネルギー
準位に金属と担体酸素の化学的結合がある場合，この酸素を抜いた際のEOvacは小さくなる傾向があった（Fig.
1D）．上記の知見は，金属/酸化物界面サイトの設計指針となる．本研究により，金属-酸化物界面の理論計算の方法論を確立した．

■2022年度のうごき
2023年3月31日に峯真也博士研究員が,産業技術総合研究所に研究員として異動した．総合化学院博士課程の6名が博士号を取得・卒業し，修士学士課程の12名が修了卒業
し，工学部学士課程の2名が卒業した．

■研究課題
実験・理論・情報科学の3つのアプローチにより，小分子の変換，自動車排ガス浄化，サステナブルな官能基変換に高性能を示す固体触媒の設計を目指す．
1．固体触媒による低級アルカン, CO2変換
化石資源のミニマム利用に資する固体触媒法の開発と触媒設計に向けた基礎研究を行っている．
2022年度のトピック： 理論・実験の相補的な検討により，アルカン脱水素に有効な合金系，金属ヒドリド系触媒を見
出した（
《論文1》
）
．
2．触媒インフォマティックスの創成に向けて固体触媒分野におけるマテリアルズインフォマティク

36

Fig. 1 (A) Representative model for the adsorption of metal
nanorods on In2O3. Red and brown balls indicate O and In,
respectively, while goldcolored balls represent M (Au in thiscase). Plots of minimum EOvac as functions of (B) the WF of
the M slab with EA and IP of an In2O3 (111) slab and (C) thechange in nanorod Bader charge upon O desorption. (D)Site-projected DOSs of (i) the In2O3 bulk, (ii) the In2O3 (111)slab without O vacancies, (iii) the In2O3 (111) slab with one
O vacancy on each side that minimizes EOvac, and the WF of
M. The bulk and slab DOSs without vacancies are aligned
using the average local potential at atomic sites, and the slab
DOSs with and without O vacancies and the metal WF arealigned at the vacuum level. (E) Charge-density transferfrom the support to the Pd nanorod with O vacancy
formation. The charge density of the isosurface is 0.1(elementary charge per Å3).
電子捕捉効果の発現に仕事関数が重要な役割を果たす
ことから，実在する水素化物，炭化物，窒化物，酸化物，硫化物の仕事関数のスクリーニングを行った．図4にカチオンが3族の化合物の仕事関数を示す．水素化物，炭化物，
窒化物の仕事関数は一般的に担持される金属の仕事関数より小さいことから，electron scavenger効果の発現が期待される．本研究により，金属-担体界面の理論計算法を確

年報2022・研究室編●

立し，担体・金属相互作用を仕事関数を指標とした一般則で予測できることを示した．

イトのH+と交換することで隣接AlIVサイトのルイス酸強度を低下させることがわかった．H2雰囲気下では，AgOμ1-AlVI種が還元され，Ag金属ナノ粒子と担体上のHO-μ1AlVIサイトが形成される．NO+O2下での再分散は，金属AgのAgNO3種への変換・移動，AgNO3のγ-Al2O3表面のHO-μ1AlVIとのイオン交換（AgO-μ1-AlVI生成）により進行する．
理論検討の結果，γ-Al2O3の(100)面上のHO-μ1-AlVIサイトが(110)面上のルイス酸（AlIV）サイトが隣接したサイト，即ち，(100)-(110)ステップエッジサイトが孤立Ag(I)種の固定化サイトであることがわかった（Fig. 4）．

Fig. 2 WFs of representative hydride, carbide, and nitride
compound surfaces as well as IPs and EAs based on bulk
definitions (bars). The WFs of elemental metals (crosses) arealso shown.
3．排ガス浄化用触媒の設計指針
自動車排ガスの浄化に有効な固体触媒の開発と触媒設計に向けた基礎研究を行っている．
2022年度のトピック： γ-Al2O3担持Ag（Ag/γ-Al2O3）触媒はディーゼル脱硝に高い活性を示す．原子状に分散したAg(I)種が本系の活性種であるが，リーン/リッチ条件下でのAg種の動的変化や固定化サイトの構造については，十分に検討されていない．本研究では，H2下での孤立Ag(I)種の還元的凝集と，NO + O2下でのAg金属ナノ粒子の孤立Ag(I)種への再分散を，種々のin-situ分光法（X線吸収分光,
UV-vis, IR）とDFT計算を用いて研究した．

Fig. 4 Side view of γ-Al2O3 (110)−(100) and Ag/γ-Al2O3(110)−(100) step-edge surfaces (cyan: Ag atom, pink: Al
atom, red: O atom, gray: C atom, blue: N atom, yellow: H
atom in terminal hydroxyls, and white: H atom).

■学内外の研究者との共同研究（2022年度）
神奈川大学 石川理史助教, 室蘭工業大学 神田康晴准教授, 広島大学 津野地直助教，東京工業大学 高山大鑑助教らとの共同研究を行った.

■2022年度の研究業績

Fig. 3 Dynamic changes in the (a) UV−vis intensity of Ag NPs(400 nm) and (b) in situ DRIFT signal intensity for HO-μ1 AlVI (3762 cm−1) and nitrates (1548 cm−1) under the periodic
feed of 1% H2 and 500 ppm NO + 10% O2 for 10 cycles at
600 °C over Ag/Al2O3.
600 ℃で10 回繰り返しH2 ↔ NO + O2処理すると，還元条件でのAgナノ粒子生成と酸化条件での再分散（ナノ粒子の孤立Ag(I)種のへの変換）が可逆的に起こった（Fig. 3）．
IRおよびDFTの結果から，孤立Ag(I)はγ-Al2O3上の強いルイス酸サイト（配位不飽和AlIV）に隣接するHO-μ1-AlVIサ

年報2022・研究室編●

原著論文（すべて審査つき）(1) Tao, M. L.; Ishikawa, S.; Ikeda, T.; Yasumura, S.; Shimoda,
K.; Osuga, R.; Jing, Y.; Toyao, T.; Shimizu, K.; Matsuhashi,H.; Ueda, W. Acid Catalysis over Crystalline Zr3SO9: Role of
the Local Structure in Generating Acidity. ACS Catal. 2023, 7,4517-4532.
(2) Yasumura, S.; Kato, T.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K.
An automated reaction route mapping for the reaction of NO
and active species on Ag-4 clusters in zeolites. Phys. Chem.
Chem. Phys., 2023, 12, 8524-8531.
(3) Inomata, Y.; Kubota, H.; Honmatsu, Y.; Takamitsu, H.;
Sakotani, S.; Yoshida, K.; Toyao, T.; Shimizu, K.; Murayama,
T. Sodium ion intercalation in vanadium oxide promotes lowtemperature NH3-SCR activity: Sodium vanadium bronzes(Na0.33V2O5) for NOx removal, Appl. Catal. B, 2023, 328,
122536.
(4) Qian, Y.; Yasumura, S.; Mine, S.; Toyao, T.; Shimizu, K.
Low-temperature NOx capture and reduction via NO oxidation
by O3 on Cu-CHA, Appl. Catal. A, 2023, 655, 119099.
(5) Nakaya, Y.; Hayashida, E.; Shi, R. K.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. Interstitial Carbon Dopant in Palladium-Gold
Alloy Boosting the Catalytic Performance in Vinyl Acetate
Monomer Synthesis. J. Am. Chem. Soc., 2023, 145, 2985-2998.
(6) Liu, K.; Xing, F. L.; Xiao, Y. Y.; Yan, N.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. Development of a Highly Stable Ternary Alloy
Catalyst for Dry Reforming of Methane. Acs Catal. 2023, 6,3541-3548.

37

(7) Kubota, H.; Mine, S.; Toyao, T.; Shimizu, K. I. Regenerationof atomic Ag sites over commercial gamma-aluminas byoxidative dispersion of Ag metal particles. Catal. Sci. Technol.,2023, 5, 1459-1469.
(8) Yasumura, S.; Kato, T.; Qian, Y. C.; Toyao, T.; Maeno, Z.;
Shimizu, K. Dynamic Structural Evolution of Rh(NO)2 +Complex/Rh Metal Cluster in Zeolite during de-NOx via in
Situ Formed NH3 under Lean/ Rich Periodic Conditions. J.
Phys. Chem. C 2022, 45, 19147-19158.
(9) Ting, K.W.; Mine, S.; Abdellah A. A. E.; Du, P.; Li, L.;
Siddiki, S. M. A. H.; Toyao, T.; Shimizu, K. The reducibility
and oxidation states of oxide supported rhenium: experimental
and theoretical investigations, Phys. Chem. Chem. Phys., 2022,
24, 28621-28631(10) Li, L. C.; Wu, Z. Y.; Miyazaki, S.; Toyao, T.; Maeno, Z.;
Shimizu, K. Continuous CO2 capture and methanation overNi-Ca/Al2O3 dual functional materials. RSC Adv. 2023, 13,2213-2219(11) Jing, Y.; Wang, G.; Mine, S.; Kawai, J.; Toyoshima, R.;
Kondoh, H.; Zhang, X. R.; Nagaoka, S.; Shimizu, K.; Toyao,
T. Promoting effect of basic metal additives on DeNOx
reactions over Pt-based three-way catalysts. J. Catal. 2022,
416, 209-221.
(12) Jing, Y.; Wang, G.; Maeno, Z.; Nagaoka, S.; Shimizu, K.;
Toyao, T. Mechanistic study on three-way catalysis over
Pd/La/Al2O3 with high La loading. Catal. Today 2023, 23,
109-116.
(13) Xing, F. L.; Ma, J. M.; Shimizu, K. I.; Furukawa, S. Highentropy intermetallics on ceria as efficient catalysts for theoxidative dehydrogenation of propane using CO2. Nature
Communications, 2022, 13, 5065.
(14) Nakaya, Y.; Hayashida, E.; Asakura, H.; Takakusagi, S.;
Yasumura, S.; Shimizu, K. I.; Furukawa, S. High-Entropy
Intermetallics Serve Ultrastable Single-Atom Pt for Propane
Dehydrogenation. J. Am. Chem. Soc. 2022, 35, 15944-15953.
(15) Iguchi, H.; Katayama, N.; Suzuki, T.; Fujihara, T.; Jing, Y.;
Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K. I.; Obora, Y.
Dimethylacetamide-stabilized ruthenium nanoparticles forcatalysing a-alkylations of amides with alcohols. Chem.
Commun., 2022, 58, 11851-11854(16) Touchy, A. S.; Rashed, M. N.; Huang, M. W.; Toyao, T.;
Shimizu, K. I.; Siddiki, S. Lewis Acid Promoted Sustainable
Transformation of Triglycerides to Fatty Acids Using a WaterTolerant Nb2O5 Catalyst. ACS Sustain. Chem. Eng. 2022, 10,11791-11799(17) Miyazaki, S.; Li, Z. R.; Maeno, Z.; Toyao, T.; Ito, M.;
Nakajima, Y.; Shimizu, K. Operando Ce K-edge XANESStudy of Low-loading Ni/CeO2 in Chemical Looping Dry
Reforming of Methane. Chem. Lett. 2022, 51, 914-918(18) Yasumura, S.; Qian, Y. C.; Kato, T.; Mine, S.; Toyao, T.;
Maeno, Z.; Shimizu, K. I. In Situ/Operando Spectroscopic
Studies on the NH3-SCR Mechanism over Fe-Zeolites. ACS
Catal. 2022, 12, 9983-9993(19) Liu, C.; Yasumura, S.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K. I.
Mechanism of Standard NH3−SCR over Cu-CHA via NO+ and
HONO Intermediates. J. Phys. Chem. C 2022, 126, 1159411601(20) Yasumura, S.; Qian, Y. C.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu,
K. I. In Situ Spectroscopic Studies of the Redox Catalytic
Cycle in NH3-SCR over Chromium-Exchanged Zeolites. J.
Phys. Chem. C 2022, 126, 11082-11090(21) Berger, J.; Schneemann, A.; Hante, I.; Jing, Y.; Evans, J.
D.; Hijikata, Y.; Pirillo, J.; Toyao, T.; Shimizu, K. I.; Noro, S.
I.; Kieslich, G.; Fischer, R. A. Designing Adsorptive Gating
via Linker Side-Chain Functionalization in a HoneycombMOF. J. Phys. Chem. C 2022, 126, 12755-12764.
(22) Oshima, K.; Sakamoto, M.; Morita, K.; Kon, K.; Shimizu,
K.; Yamamoto, T.; Kishida, M.; Satokawa, S. Hollow-Form

38

LaNiO3 Perovskite Catalyst for PM Combustion Using Carbon
Fibers as a Template. J. Chem. Eng. Jpn., 2022, 55, 243-247.
(23) Ma, J. M.; Xing, F. L.; Nakaya, Y.; Shimizu, K. I.;
Furukawa, S. Nickel-Based High-Entropy Intermetallic as aHighly Active and Selective Catalyst for Acetylene
Semihydrogenation. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202200889(24) Yoshida, Y.; Yamada, T.; Jing, Y.; Toyao, T.; Shimizu, K.;
Sadakiyo, M. Super Mg2+ Conductivity around 10-3 S cm-1
Observed in a Porous Metal–Organic Framework. J. Am.
Chem. Soc.,2022, 144, 8669-8675.
(25) Ishikawa, S.; Ikeda, T.; Koutani, M.; Yasumura, S.;
Amakawa, K.; Shimoda, K.; Jing, Y.; Toyao, T.; Sadakane,
M.; Shimizu, K.; Ueda, W. Oxidation Catalysis over SolidState Keggin-Type Phosphomolybdic Acid with Oxygen
Defects. J. Am. Chem. Soc.,2022, 144, 7693-7708.
(26) El-Hosainy, H.; Mine, S.; Toyao, T.; Shimizu, K. I.; Tsunoji,N.; Esmat, M.; Doustkhah, E.; El-Kemary, M.; Ide, Y. Layered
silicate stabilises diiron to mimic UV-shielding TiO2
nanoparticle. Materials Today Nano 2022, 19, 100227(27) Iguchi, H.; Inada, M.; Aratani, S.; Nomura, M.; Suzuki, T.;
Jing, Y.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K.; Obora, Y.
Application toElectroluminescence
Devices
with
Dimethylformamide-Stabilized Niobium Oxide Nanoparticles.
ACS Appl. Nano Mater. 2022, 5, 7658-7663(28) Nagata, T.; Okada, K.; Kondo, R.; Toyao, T.; Shimizu, K.
I.; Suzuki, T.; Obora, Y. N,N-Dimethylformamide-stabilized
ruthenium nanoparticle catalyst for β-alkylated dimer alcohol
formation via Guerbet reaction of primary alcohols. RSC
Advances 2022, 12, 16599-16603.
(29) Mochizuki, C.; Inomata, Y.; Yasumura, S.; Lin, M. Y.;
Taketoshi, A.; Honma, T.; Sakaguchi, N.; Haruta, M.; Shimizu,
K.; Ishida, T.; Murayama, T. Defective NiO as a Stabilizer for
Au Single-Atom Catalysts. ACS Catalysis, 2022, 12, 61496186.
(30) Hinuma, Y.; Mine, S.; Toyao, T.; Shimizu, K. I. Trends in
Surface Oxygen Formation Energy in Perovskite Oxides. ACS
Omega 2022, 7, 18427-18433.
(31) Jing, Y.; Taketoshi, K.; Zhang, N. Q.; He, C. X.; Toyao, T.;
Maeno, Z.; Ohori, T.; Ishikawa, N.; Shimizu, K. Catalytic
Decomposition of N2O in the Presence of O2 through Redox
of Rh Oxide in a RhOx/ZrO2 Catalyst. ACS Catal., 2022, 12,6325-6333(32) Wang, G.; Jing, Y.; Ting, K. W.; Maeno, Z.; Zhang, X. R.;
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Dehydrogenation of Propane Using CO2. Chem. Eur. J., 2022,
e202202173.

年報2022・研究室編●

招待/基調/依頼講演・国際会議(1) 清水研一：「SPring-8での従来型オペランドXAFSを用いた触媒研究」, 触媒学会次世代放射光WG 公開シンポジウム, 東北大学青葉山新キャンパス（2022/6/3）.
[Invited](2) 清水研一：「計算化学・データ科学・オペランド分光を利用した固体触媒・反応の開発」, 東京工業大学化学生
命科学研究所シンポジウム（2022/8/19）. [招待講演](3) 清水研一：「計算化学・データ科学・オペランド分光を利用した固体触媒の設計」, 名古屋大学学際統合物質科学研究機構設立記念シンポジウム, 名古屋大学 野依記
念物質科学研究館（2022/9/13）. [招待講演](4) 清水研一：「触媒分野における理論・データ科学活用事
例」, 日本化学会関東支部講演会（化学分野におけるDXの現状ならびに今後の展望）（2022/9/16）. [招待講演](5) 清水研一：「CO2/H2をメチル化基,CH3OH,CO,CH4に変換する定常・非定常触媒法」, 第2回二酸化炭素変換触媒研究会講演会, ホテルウィングインターナショナル苫小牧（2022/11/7）. [招待講演](6) 清水研一：「オペランド分光・計算化学・データ科学を利用した触媒設計」, 第32回「規則性多孔体研究会」セ
ミナー, 広島大学フェニックス国際センター（2022/12/9）. [招待講演](7) Shimizu, K.: “Redox-driven reversible structural evolutionof atomic Ag catalysts for lean de-NOx”, 2nd International
Symposium on Advanced Materials and Catalysis for Energy
and Environmental Applications, on-line (Jiangnan University,
China)（2022/8/13）. [Invited](8) Furukawa, S.: “Development of highly efficient catalysts
using multimetallic alloys”, 2022 International Workshop on
Development and Application of Titanium Dioxide-Based
Advanced Materials and Equipment (on-line)（2022/12/17）.
[Plenary lecture](9) Furukawa, S.: “New directions for propylene production:
ultrastable catalyst and CO2 utilization”, Japan–Saudi Arabia
Technology Exchange Workshop (on-line). （2022/10/19）[Invited]

年報2022・研究室編●(10) 鳥屋尾隆：「データサイエンス・デジタル技術の進展と固体触媒開発」，光機能材料研究会第 87 回講演会
「データサイエンス・デジタル技術と触媒・機能材料研
究開発」，オンライン開催（2022/06/08）. [Invited](11) 鳥屋尾隆：「データ科学駆動型固体触媒研究」，データ
駆動型AIセミナー，長野（2022/07/15）. [Invited](12) 鳥屋尾隆：「固体触媒を用いた二酸化炭素水素化による低温メタノール合成」，2022 年度触媒学会「水素の製造 と 利 用 に 関 す る シ ン ポジウ ム 」， オ ン ラ イ ン 開 催（2022/11/09）. [Invited](13) Toyao, T.: “ Accelerated discovery of heterogeneous
catalysts using extrapolative machine learning approach”, The
5th International Conference on Nanospace Materials(ICNM2022) (Thailand) （2022/12/14）. [Invited](14) 鳥屋尾隆：「データ科学を利用した新触媒設計」，令和
４年度日本表面真空学会東北・北海道支部学術講演会，
オンライン開催（2023/03/06）. [Invited](15) 鳥屋尾隆：「機械学習を用いたCO2水素化触媒の開発と in situ/operando 実 験 に よ る 作 用 機 構 調 査 」，
NanospecFY2022mini，オンライン開催（2023/03/07）.
[Invited](16) 鳥屋尾隆：「機械学習を利用した固体触媒開発」，日本化学会 第103春季年会(2023)，千葉（2023/03/24）. [Invited]受賞(1) 鳥屋尾隆：「外挿的探索が可能な機械学習を用いたCO2
変換触媒開発」, 日本化学会（2032/3/24）.《日本化学会
第72回進歩賞》(2) 鳥屋尾隆：：北海道大学（2023/2/22）.《北海道大学教育研究総長表彰》(3) 古川森也：北海道大学（2023/2/22）.《北海道大学教育研究総長表彰》(4) 清水研一：北海道大学（2023/2/22）.《北海道大学教育研究総長表彰》(5) 古川森也：北海道大学（2022/4/1）.《北海道大学ディスティングイッシュトリサーチャー》

39

分子触媒研究部門/Molecular Catalyst
Research Division■2022年度の構成員〈教授〉浦口大輔・〈准教授〉浅野圭佑［2022/05/01～］・〈助教〉趙強・〈生命科学院/大学院博士後期課程〉長野倫/村田竜一・〈生命科学院/大学院博士前期課程〉坂口莉久/吉田楽人・〈薬学部/学部学生〉大塚隆馬/下澤渉/池本実紗子［2022/10/01～］/玉澤昇太［2022/10/01～］/藤岡賢一郎［2022/10/01～］■2022年度のうごき
2022年5月に京都大学から浅野圭佑准教授が着任し，これに伴い京都大学大学院工学研究科から研究指導委託学生として長野倫・村田竜一，特別聴講学生として坂口莉久・
吉田楽人が研究室に参画した．また，2022年10月に薬学部
薬科学科3年の池本実紗子・玉澤昇太・藤岡賢一郎が研究室に参画した．

■研究課題
1. バックグラウンド経路が存在する反応の触媒的不斉誘
導：Br2が関与する反応経路の阻害剤・プローブ剤の開発
高反応性化学種を捉えて有機化合物の分解を防ぐ阻害剤は，食品添加物，重合禁止剤，有機溶媒の安定剤など，様々な物質の品質管理に利用されている．一方触媒反応では，望みの反応と競合する触媒非関与のバックグラウンド反応の存在は選択性の低下につながるため，しばしば反応の選択性を高める上での障害となる．しかし，触媒化学分野において，望みの反応を優先させるために阻害剤を積極的に用いた例はほとんど知られていない．本研究課題では，阻害剤の概念を触媒化学に展開することでバックグラウ
ンド反応を抑制し，未踏の選択的触媒反応の実現を目指している（Fig. 1）．

我々はこの原因が，NBSの熱的あるいは光化学的分解により系内で生じた微量のBr2が高反応性化学種として振舞うことにあるという仮説を立てた（Fig. 2）．Br2は基質と反応
すると臭素化生成物を与えると共にHBrを副生し，残存するNBSとの反応によって再生し，触媒的に働く．すなわち，
この連鎖機構により，系内に微量のBr2が存在するだけでバックグラウンド反応が高速かつ定量的に進行し得る．
我々は，Br2を素早く捕捉して連鎖反応を停止できる阻害剤（LB）があれば，バックグラウンド反応を抑制する技術になると考えた．

Fig. 2. Working hypothesis for inhibition of backgroundbromination pathways.
LBに求められる能力の第一は，基質と反応する前にBr2を捕捉することである．この点で我々は，トランスシクロ
オクテン（TCO）誘導体が有効と考えた．TCO誘導体がもつ歪んだオレフィン部位は軟らかく高いルイス塩基性をもち，軟らかいカチオン性元素を素早く捕捉できる性質を示すためである．この性質は既に，チイラニウムイオンを捕捉することで生体内の酸化ストレスを検出するケミカ
ルバイオロジープローブの開発に利用されていた（Fig.
3a）．このプローブにおいては，分子内求核基として働く
水酸基の存在もチイラニウムイオンの不可逆的捕捉のために重要であるが，同様の分子設計をBr2の捕捉に適用す
るとHBrを副生するため，連鎖反応は停止できない（Fig.
3b）.そこで，臭素化反応のバックグラウンド経路を抑制す
るLBの分子設計においては，非プロトン性分子内求核基を付与することでブロミラニウムイオンと同時に臭化物
イオンもイオン対の状態で捕捉する必要があると考えた（Fig. 3c）．この指針を念頭に，アリルアミドのブロモ環化反応をモデルとして，以下の研究を実施した．

Fig. 1. Inhibitors of background reactions in catalysis.
2022年度のトピック：臭素化反応では，N-ブロモスクシン
イミド（NBS）などの反応性が穏和な臭素化剤を利用しても，高速なバックグラウンド反応がしばしば競合する．

40

Fig. 3. Design of TCOs for capturing soft cationic elements.

年報2022・研究室編●

MeCN
MeCN

intensity

様々な非プロトン性分子内求核基を備えたTCO誘導体を検討した結果，ピリジルエチル基を導入した3が効果的な阻害剤になることを見い出した（Fig. 4）．特筆すべきは，触媒の非存在下で定量的に進行するバックグラウンド反応を，10 mol%の3を加えただけで完全に抑制できたことである．対照実験を利用した構造活性相関研究により，シクロオクテン骨格，トランス体オレフィン，ピリジル基，メチレン基2つ分のテザーは，いずれも阻害剤としての高い性能を発揮するために必須であることが分かった．また，Fig. 3bで予想したように，4には阻害効果がなく，分子内求核基が非プロトン性である必要があることも確認している．

― Br2 + 3 (1:1) in MeCN

Br2

200

300

― Br2 in MeCN

400

500

600

700

800

900

1000

Raman shift (cm–1)

Fig. 6. Raman analyses of the mixture of Br2 and X.

Fig. 4. Inhibition effects of TCOs.
次に，Fig. 2の仮説とFig. 4の結果をもとにバックグラウ
ンド反応の機構を調べた．まず，再結晶により精製した
NBSを用いると反応速度が低下したことから，微量混在しているBr2が反応を促進している可能性が示唆された．同時に，NBSの精製により反応を完全に停止することは難し
く，バックグラウンド反応の抑制において阻害剤3を用いる手法の意義が改めて示された．また，反応の経時変化に対するBr2存在量の効果を調べた（Fig. 5）．その結果，わずか0.10 mol%のBr2の添加により反応が大幅に加速されること（Fig. 5，黒・青）に加え，3の存在によりBr2をあえて加えた場合でも反応を抑制できることが分かった（Fig. 5，赤・緑）．3によってBr2による反応の加速が完全に停止できた事実は，3が微量のBr2を捕捉して連鎖反応を停止するという想定機構を裏付けている．実際，ラマン分光測定を利用して反応系内のBr2の挙動も調べたところ（Fig. 6），3を加えることによりBr2のシグナルが消失することが確認され，3によってBr2が変換されていることを直接的に観察できた．

さらに，3とBr2との反応の生成物の構造解析に取り組んだ．3を当量のBr2と反応させ，後処理ののちGPCによって精製すると，イオン対5を単離することができた．5は液体であるため単結晶X線構造解析には適さなかったが，質量分析とNMR解析（1D-NOESY，1H-13C HMBCなど）からFig.
7のように構造を決定した．単離した5をアリルアミド1に作用させても臭素化反応は全く起こらないことも確認し，3は5を生成することによりBr2の反応性を消失させることを明らかにした．

Fig. 7. Synthesis and isolation of 5.

100

yield (%)

8060
― no additive― with Br2 (0.10 mol %)― with 3 (10 mol %)― with Br2 (0.10 mol %) and 3 (10 mol %)

40
20
0
0

5

10

15

time (h)Fig. 5. Effects of Br2 on reaction profiles.

Fig. 8. Cooperative asymmetric catalysis.
3のバックグラウンド反応抑制機能の価値を実証するた
め，触媒量の3によるバックグラウンド反応の抑制と，キラル触媒によるエナンチオ選択的反応の促進が並行する

年報2022・研究室編●

41

協働不斉触媒系を設計した．具体的には，キラル二官能性
有機触媒6による1の不斉臭素化反応において，3の添加により反応速度が緩和されるとともに（収率：60%→13%），
エナンチオ選択性が向上する（2%→18%）ことを見いだした．これは，3がBr2を不活性化する一方でキラル二官能性
有機触媒6がNBSを活性化したことによる結果と考えられ，我々のコンセプトの価値を証明するものと言える．本
手法は，バックグラウンド反応が問題になる臭素化反応において，触媒的不斉誘導を実現する新たな戦略を与えるものである．
さらに，バックグラウンド反応の抑制に限らず，触媒反応の機構理解においても3が有用であることを明らかにした．Br2が活性種として触媒サイクルに関与することが報告されている反応からFig. 9のシステムを選び，3の添加効
果を調べたところ，予想通り10 mol%の3を加えただけで反応を完全に停止させることができた．この結果から，ラジカル反応におけるTEMPOのように，Br2が関与する反応
経路を検出するプローブ剤として3を反応機構研究に利用できることが分かった．

Fig. 10. Bromination labeling of biomolecules based onorganocatalysis of alkenes.
2022年度のトピック： 臭素基は質量分析において特徴的なシグナルを与えることから複雑な生体分子系の解析に有効な標識タグになるが，生体適合条件においてタンパク質などの臭素化を時空間制御する反応技術が欠如していた．そこでこれを可能にする有機触媒，標識反応，および反応剤の開発に取り組んだ．その結果，光化学的に系内で活性化できる二官能性シクロオクテン触媒，二官能性シク
ロオクテン触媒によるチロシン修飾反応，および生体適合条 件 で 利 用 で き る 臭 素 化 剤 BODN （ 1-bromo-2-oxo-1,2dihydronaphthalene-1-carboxylate）をそれぞれ開発した．
《学会発表1, 2, 4・受賞2》■学内外の研究者との共同研究（2022年度）

Fig. 9. Probe of involvement of Br2 in catalytic
bromocyclization.
本研究の成果は，触媒化学分野に新たな概念と手法を提案するもので，未踏反応空間の開拓につながると期待できる．
《学会発表1・受賞1》
2. 炭素–炭素二重結合の有機触媒機能開拓
生体適合化学反応の開発は生命科学研究の進展に大きく貢献し，2022年のノーベル化学賞がクリックケミスト
リ ー と 生 体 直 交 反 応 に 関 す る 業 績 に 対 し て Bertozzi ，Meldal，Sharplessに与えられたことは記憶に新しい．代表
的なクリック反応として，アルキンとアジドによるHuisgen環化反応やアルケンとテトラジンによる逆電子要
請型Diels–Alder反応があり，これらの利点は，反応が速い
ことや収率が高いことに加えて，化学選択性が高いことにある．また，副反応が少なく基質／生成物の毒性が低いことは生体適合性にもつながる．このようにアルキンやアルケンなどの炭素–炭素不飽和結合をもつ分子が反応タグとして生体適合化学反応に頻繁に利用される理由はその軟
らかい反応性にあると考えられ，様々な官能基が混在する
夾雑系においても副反応を起こしにくいという長所がある．すなわち，アミンやアルコール，水，プロトンなど，
生体分子や生体環境に含まれる官能基の大部分は硬い反応性を示し，これらに対して耐性を得るために，軟らかい
官能基に焦点を当てて反応を設計することは合理的である．しかし，多くの反応タグが開発されてきた一方で，この考えに基づく触媒化学は発展していなかった．そこで我々は，アルケンがもつ軟らかい反応性を利用した有機触媒を開発することができれば，生体適合化学において新しい分野を開拓できると考え，臭素化反応を利用した標識法の開発を進めている（Fig. 10）．

42

京都大学（京都）松原誠二郎教授「炭素–炭素二重結合の有機触媒機能開拓」/九州大学（福岡）堀雄一郎教授「細胞膜タンパク質の近接臭素化標識法の開発」/京都大学（京都）上田善弘助教「光化学的チロシン臭素化反応の機構解明」/産業技術総合研究所（茨城）生長幸之助主任研究員「タンパク質側鎖修飾のための反応剤開発」/大阪大学（大阪）真鍋良幸助教「非天然糖タンパク質合成法の開発」/名古屋大学（愛知）土屋雄一朗特任教授「ストライガの生体反応理解に資する生体触媒の開発」/長崎大学（長崎）白川誠司准教授，産業技術総合研究所（茨城）永縄友規主任研究員，大阪公立大（大阪）田村正純准教授「精密設計触媒反応を駆使した二酸化炭素の高度物質変換」/新潟大（新潟）田山英治准教授「有機触媒によるアニオン活性化を利用したオニウムカチオンの選択的反応」■2022年度の研究業績
総説/解説/報告(1) Asano, K.; Matsubara, S. Organocatalytic Access to
Tetrasubstituted Chiral Carbons Integrating Functional
Groups. Chem. Rec. Early View, e202200200.
(2) 生長幸之助, 浅野圭佑, 上田善弘, 有機触媒探索からの計画的セレンディピティ. 医学のあゆみ 2022, 282,
23261–23263.
(3) 浦口大輔, 有機イオン対の触媒化学. 有機化学イノ
ベーション, 山本尚編, 東京化学同人, 2023, 97–109.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) 浅野圭佑：「有機触媒に特有の速度論を活かした精密
有機合成反応」，第440回触媒科学研究所コロキウム，北海道大学（2022/07/22）.［招待講演］(2) 浅野圭佑：「有機触媒の速度論を活かした反応制御」，
第5回有機化学学生ウェビナー，オンライン（2022/09/04）.
［招待講演］(3) Daisuke Uraguchi: “Chiral organic ion-pair catalysis forcontrolling radical”， ICAT - IIT Indore Joint Symposium on
Catalysis, Online (2022/09/28). [Invited](4) 浅野圭佑：「オレフィンを利用した二官能性有機触媒 」， 第 15 回 有 機 触 媒 シ ン ポ ジ ウ ム ， 名 古 屋 大 学（2022/11/30）.［招待講演］

年報2022・研究室編●

(5) 浦口大輔：「Chiral ion-pair catalysis for control of radicalions」， Frontiers in Synthetic Medicinal Chemistry 2023（日本薬学会第143年会），北海道大学（2023/03/27）.［招待講演］《Best Discussion賞》(2) 吉田楽人：「生体適合化学反応を指向した臭素化剤の開発」，北海道大学大学院薬学研究院令和4年度有機系合同セミナー（2022/11/01）《優秀発表賞》

受賞(1) 村田竜一：第34回万有札幌シンポジウム（2022/10/08）

年報2022・研究室編●

43

高分子機能科学研究部門/ Macromolecular
Science Research Division■2022年度の構成員〈教授〉中野環・〈准教授〉Zhiyi SONG・〈助教〉坂東正佳・〈 特 任 講 師 〉 Nino ZAVRADASHVILI ［ 2022/08/16 ～2023/01/15 ］・〈 非 常 勤 研 究 員 〉 VISHWAKARMASAMBHAV・〈研究生〉Weiben DU［2022/06/01～］/Chentong
ZHOU ［2022/07/11～］/Wenbo LU ［2022/10/01～］
・〈総合化学院/大学院博士課程〉Pengfei WU /Qingyu WANG〈総合化 学 院 / 大 学 院 修 士 課 程 〉 Xiaoyuan WANG /Zhiyong
FANG /Lukai WAN /Chenxi TU・〈事務補助員〉吉村円

主鎖共役型高分子は本質的に溶解し難く強く着色してい
る．π-スタック型ビニルポリマーはこれらの弱点を克服す
る高分子材料として期待される．最近，poly（DBF）鎖を
ブロック共重合体のセグメントとして構築し，新規高分子材料の開発へと繋げる研究を行っている．
《講演1》

Fig. 1. DBFの重合によるπ₋スタック型高分子の合成■2022年度のうごき
2022年4月にQingyu WANG氏およびPengfei WU氏が博士課程3年生へ，Xiaoyuan WANG氏，Lukai WAN氏，Zhiyong
FANG氏，Chenxi TU氏が修士課程2年生へ進学した．2022
年8月に特任講師Nino Zavradashvili （ジョージア農業大学
助教授）が着任し，2022年10月には研究生Weiben DU氏，
Wenbo LU氏が配属された.

2．らせん構造を有する高分子
らせん構造は天然の高分子にしばしば見られる不斉構造である．らせんには右巻きと左巻きの鏡像体があり，どちらか一方を選択的に合成すると光学活性高分子を得る
ことができる．光学活性らせん状高分子は，医薬品の分離
機能，不斉触媒機能，非線形光学特性など，様々なキラル機能を発現する極めて有用な物質である．このため，幅広い化学構造を有する高分子に対するらせん構造制御は，高分子立体学の基礎的な立場から興味深いだけではなく，付加価値の高い物質創成の観点から重要な課題である．私達は，種々の人工高分子に対してらせん構造制御を行っている．
《講演1,2，論文1－4》■研究課題
先端機能を有する高分子材料の開発を目指して，高分子化合物の設計と合成を行っている．高分子材料の物性・機能は，原料である高分子鎖の化学構造および立体構造に強く依存するため，これら構造の精密な制御と解析が重要である．この観点から，私達は種々の特徴的構造を有する高分子を合成している．加えて，最近超分子材料開発にも着手した．これらの取り組みを通じ，構造と物性の相関を明らかにし，高度な機能を示す高分子・超分子材料を創出したいと考えている．
1．π-スタック型・π電子集積型高分子
π電子系が規則正しく積層した構造を有する高分子を「π-スタック型高分子」と呼ぶ．π-スタック型高分子には，積層したπ電子系に基づく電子物性が期待される．
私達は，材料としての応用がしやすいπ-スタック型高分
子を目指して，高分子の中でもっとも汎用性が高いビニル
ポリマーの構造制御を行い，最初のπ-スタック型ビニルポ
リマーであるポリジベンゾフルベン（poly（DBF））の合成に成功した(Fig.1)．DBFモノマーは，かさ高い構造にもかかわらずスチレンやアクリル系モノマーなどより遥かに反応性が高く，アニオン重合，ラジカル重合，カチオン重合のいずれの方法でもπ-スタック型高分子を与える．当研究室では，様々なπ-スタック型高分子の構造設計を行っており，様々な機能の発現について検討している．電子機能は，従来，主鎖共役型高分子を用いて研究されてきたが，

44

Fig.2. 円偏光発光機能および不斉識別機能を示す
らせん状ポリ(p-フェニレン)誘導体
一例として側鎖にキラルな置換基及びかさ高い置換基を有するポリ(p-フェニレン)誘導体を系統的に合成し，一方向巻きのらせん構造の形成に及ぼす高分子の構造につついての詳細な知見を得た．ポリ(p-フェニレン)誘導体は溶液中では安定なコンホメーションを持たないが，固体薄膜中では一方向巻きのらせん構造を形成し，概ねよりかさ高い側鎖基を有する高分子がより高い左右の偏りを有す
るらせん構造を形成する．かさ高いモノマー単位とキラルなモノマー単位がランダムに並んだ高分子および交互に並んだ高分子を合成し，モノマー配列がらせん構造形成に影響することも明らかにした．交互共重合体については，
分子動力学計算より種々の可能なコンホメーションの中
で左巻きらせん構造がより安定であることが示唆された．
さらに，固体中でらせん構造を誘起した高分子はスチルベ
ンオキシド，トレガー塩基，フラバノンに対して不斉識別
能をし，加えて，高効率な円偏光発光を示すものがあることを明らかにした．ポリ(p-フェニレン)誘導体は導電性高年報2022・研究室編●

分子の代表的なものだが，これまでらせん構造形成およびらせんに基づく機能を系統的に研究した例は無かった．本
研究の成果を基礎として，より幅広い共役型高分子のらせん形成について検討を行っている．
《論文3》
3. 光でらせんを作る～光による高分子の構造変化～
不斉アニオン重合により合成した一方向巻のらせん構造を有するPoly(BBPFA)は熱刺激に対しては安定だが，光（非偏光）によりらせん反転を起こす．従来，光で化合物の構造変化を起こすにはフォトクロミック基が必要と考えられてきたが，Poly(BBPFA)はフォトクロミック基持たず，光構造転移は側鎖ビフェニル残基の「ねじれ・共平面転移」に基づく（Fig.3）．らせん転移は鎖の端から開始し，左右らせんを繋ぐkinkが鎖に沿って移動して反対の末端に至ってらせん反転が完了することが，らせん転移の詳細について，カタンザロ大Pietropaolo准教授との共同研究を通じた大規模なメタダイナミクスシミュレーションにより示されている（Fig.4）．
《講演1,2》

光によるらせん反転

Fig.3．光構造転移のトリガー：ビアリール構造のねじれ-平面転移Fig.4．光らせん反転のメカニズム
上述の成果に基づいて，非偏光によるらせんのラセミ化研究から，キラル光である円偏光（CPL）による一方向巻
きらせんの構築へと発展させる研究を行っている（Fig.5）．
最初の実験対象として，電荷輸送材料として実用化されているポリジオクチルフルオレン（PDOF）を選び，薄膜状態で円偏光を照射することにより左右のらせん構造を誘起することに成功した.さらに，CPL法の対象を規則的な枝
分かれ構造を有する子分子としての有機構造体(Covalent
Organic Framework: COF)へと拡張することに成功し，さらに，低分子系へも応用している．OLED用に開発された高効率な青色発光を示すカルバゾール含有分子に対してCPL法により一方向巻きのねじれ構造を導入して光学活性を導入し，その結果，この分子が高効率な青色円偏光発光を示すことを報告している．現在，多様な高分子および低分子系へのCPLによる不斉誘起について研究を続けている《講演1,2》

年報2022・研究室編●

R-CPL

L-CPL

P-Helix

Random(racemic)

L-CPL

R-CPL

M-Helix

Fig.5．光によるらせんのスイッチング
以上に加えて，高分子触媒，高分子医薬品に関する研究も行っている．
2022年度のトピック：直鎖型光学活性ポリフルオレンビニ
レン誘導体の合成，構造，特性について検討し，この高分子が単純ならせん構造ではなく，より不均一な「折りたたみ構造」を形成することを見出した(Fig. 6)．

Fig. 6. ポリフルオレンビニレンの折りたたみ構造形成
本光学活性高分子はガラス表面にキャストした薄膜中
で，溶液中とは全く異なるパターンを有し，かつ，溶液中より遥かに高い強度のCDスペクトルを示した．これは，直鎖高分子が鎖の途中で折れ曲がり「ターン構造」を作る
ことに基づくことを透過型電子顕微鏡観察および理論計算により明らかにした．ガラス表面に乗せた10分子の55量体の分子動力学計算では，らせん高分子にしばしばみられるらせん状の集合体（バンドル）の形成は見られず，代わりに，鎖の途中で主鎖が急角度で折れ曲がった「ターン構造」が発生し，これが真っすぐならせん鎖をつなぐ形で高分子全体が折れ曲がることが示された．理論計算で得られた構造に対する理論CDスペクトルは実測スペクトルとよく一致していたことから計算結果は妥当なものと考えられた．さらに，折れ曲がった直鎖型高分子は効率の高い円偏光発光を示し，実測スペクトル特性は，理論構造に対する理論円偏光発光スペクトル特性とよく一致した．これは，折れ曲がり構造は励起状態でも安定に存在することを
示唆する．
《論文1》

■学内外の研究者との共同研究（2022年度）
Catanzaro University (Italy) Assistant Professor Adriana
Pietropaolo「高分子の折りたたみ構造形成に関する理論的解析 /芝浦工業大学工学部永直文准教授「高分子による初め て の Weaire-Phelan 構 造 の 実 現 」 / Carnegie Mellon
University (US)・Professor Kevin Noonan「ポリフラン類へのCPL法によるらせん誘起」/ /近畿大学今井佳胤准教授「キラル発光体の研究」/北海道大学触媒科学研究所長谷川淳也教授「高分子触媒に関する理論研究」/大分大学原田拓典
准教授「らせん状高分子のキラル発光」/徳島大学小笠原正道教授「新規らせん状光学活性高分子の合成」/ Universityof Queensland (Australia) Dr. Pingping Han「ポリマーソームの開発」/ Tbilisi State Medical University (Georgia) Senior
Scientist Maia Merlani「高分子医薬品の研究」/ Agricultural
University of Georgia (Georgia) Lecturer Nino Zavradashvili「遺伝子輸送技術のためのアミノ酸含有高分子の特性研

45

究」/金沢大学前田勝浩教授「らせん高分子の原子間力顕微鏡による構造解析」/岐阜工業専門学校伊津野真一教授および豊橋技術科学大学原直樹准教授「高分子触媒の開発」/University of Bologna (Italy) Prof. Claudio Trombini「高分子触媒の特性解析研究」■2022年度の研究業績
原著論文（*：審査つき）(1) Wu, P.; Pietropaolo, A.; Fortino, M.; Shimoda, S.; Maeda,
K.; Nishimura, T.; Bando, M.; Naga, N.; Nakano, T. Nonuniform Self-folding of Helical Poly(fluorenevinylene)
Derivatives in the Solid State Leading to Amplified Circular
Dichroism and Circularly Polarized Light Emission. Angew.
Chem. Int. Ed. Engl. 2022, 43, e202210556.*(2) Wu, P.; Nishimura, T.; Maeda, K.; Fujii, K.; Hayano, S.;
Nageh, H.; Naga, N.; Nakano, T. Raspberry-like Aggregate
Formation of π-Stacked Block Copolymer of Dibenzofulveneand Methyl Methacrylate Synthesized by Atom-transfer
Radical Polymerization. Chem. Lett. 2022, 11, 1058-1061.*(3) Wang, Q. Y.; Song, Z. Y.; Bando, M.; Harada, T.; Imai, Y.;
Toda, H.; Naga, N.; Nakano, T. Optically Active
Poly(benzene-1,4-diyl)s with Random and Alternating
Copolymer Sequences Composed of Chiral and Achiral, Bulky
Monomeric Units: A Systematic Study on Side-Chain
Bulkiness Effects on Ground-State and Excited-State
Chiroptical Properties and Chiral Recognition Ability.
Macromolecules 2022, 13, 5390–5402.*(4) Wang, Q.; Pietropaolo, A.; Fortino, M.; Song, Z.; Bando, M.;
Naga, N.; Nakano, T. Photo racemization of 2,2'-dihydroxy1,1'-binaphthyl derivatives. Chirality 2022, 2, 317-324.*(5) Bando, M.; Zhu, W.; Shimoda, S.; Hamanishi, E.; Sano, N.;
Trombini, C.; Naga, N.; Haraguchi, N.; Itsuno, S.; Nishida, M.
Amorphous Porous Polyurethanes as Macromolecular Ligands
for Palladium Catalysts. Chem. Lett. 2022, 52, 5-9.*46(6) Naga, N.; Takenouchi, T.; Nakano, T. Ring-Opening
Polymerization of Triaziridine Compounds in Water: An
Extremely Facile Method to Synthesize a Porous Polymer
through Polymerization-Induced Phase Separation. ACS
Macro Letters 2022, 603-607.*(7) Naga, N.; Jinno, M.; Wang, Y.; Nakano, T. The first spacefilling polyhedrons of polymer cubic cells originated from
Weaire-Phelan structure created by polymerization induced
phase separation. Scientific Reports 2022, 1. DOI:
10.1038/s41598-022-22058-7.*(8) Naga, N.; Satoh, M.; Magara, T.; Ahmed, K.; Nakano, T.
Synthesis of porous polymers by means of Michael addition
reaction of multifunctional acetoacetate and poly(ethylene
glycol) diacrylate. Eur. Polym. J. 2022, 162. DOI:
10.1016/j.eurpolymj.2021.110901.*(9) Naga, N.; Hosoi, Y.; Nakano, T. Synthesis of network
polymers by ring-opening addition reaction of multifunctional epoxy and dithiol compounds. J. Polym. Res. 2022,
1, 42.*(10) Naga, N.; Arai, R.; Naruse, Y.; Ahmed, K.; Nageh, H.;
Nakano, T. Synthesis of porous polymers by polymerizationinduced phase separation in the addition reaction ofmultifunctional isocyanates and dithiol compounds. J. Polym.
Sci. 2022, 23, 3212-3221.*
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Nakano, T.: “Non-Uniform Self-folding of HelicalPoly(fluorenevinylene) Derivatives through Inter-chain
Interactions”, Frontiers in Polymer Science, Shanghai
University, Shanghai, China (2022/11/12).
(2) Nakano, T.: “Non-Uniform Self-folding of HelicalPoly(fluorenevinylene) Derivatives Leading to Amplified
Circular Dichroism and Circularly Polarized Light Emission”,
15th Japan-Belgium Symposium on Polymer Science,
Kanagawa University, Yokohama, Japan (2022/11/8).

年報2022・研究室編●

報告・実用化推進系
report: Department of Practical Applications
研究開発部門/Research and Development
Division■2022年度の構成員〈教授〉長谷川淳也・〈客員教授/産業技術総合研究所〉佐藤一彦/吉田勝/富永健一/浅川真澄/畑中雅隆〈客員教授/
ウエストコーナー〉隅田敏雄■2022年度のうごき
前任の西田まゆみ教授の退職に伴い，長谷川が後任として部門を運営した．同部門のミッションである産学官連携活動を実施するために，産業技術総合研究所から5名の客員教授を，（株）ウエストコーナーから1名の客員教授が着任した．

■2022年度のトピック(1) 産官からの研究者を講師しとして招聘し，総合化学院
において「化学産業実学」を集中講義として開講した．
(2) 長谷川が産業技術総合研究所とクロスアポイントメ
ントし，同触媒化学融合研究センター・特定フェローとして勤務し，共同研究を実施した．

年報2022・研究室編●

47

報告・ターゲット研究部
report: Department of Target Research
クラスターの設置と終了
ターゲット研究部は，各研究部門とは別に，触媒を機軸とした科学・技術のイノベーションを目的とした研究組織で，自立集合型の拠点型および展開型の研究クラス
ターから構成される．拠点型研究クラスターはおもに触媒科学研究所内の教員によって構成され，触媒および関連分野のコミュニティにおける幅広い連携研究活動を行うことを目的とし，展開型研究クラスターは准教授をリーダーとして学内外の研究者から構成され，触媒に関連するトピックを研究することを目的としている（展開型

48

研究クラスターのリーダーである准教授は基礎研究系の各研究部門と兼任）．
研究クラスターの設置と終了はターゲット研究部会議において審議，決定される．2007年4月に前身である触媒
ターゲット研究アセンブリが設置されて以来，拠点型2，
展開型17の合計19の研究クラスターが設置され，リーダーの異動などにともなって，2022年度までに拠点型1，展開
型14の合計15の研究クラスターの活動が終了した．これまでの研究クラスターは下表のとおり（2022年度までに終了
したクラスターはグレーで表示）．

分類

研究クラスター名

リーダー

設置日

終了日

拠点型

触媒ネットワーク大谷文章

2007/4/1

2009/9/30

拠点型

触媒研究基盤開発長谷川淳也

2009/10/1

展開型

不斉反応場

小笠原正道

2007/4/1

2016/3/31

展開型

規制表面場材料合成

Wang Jae CHUN（朝倉清髙）

2007/4/1

2009/3/31

展開型

規整表面ナノ構造髙草木達2008/10/1

2023/3/31

展開型

結晶機能化

阿部竜

2007/4/1

2012/3/31

展開型

エネルギー変換場

竹口竜弥

2007/4/1

2014/3/31

展開型

バイオ変換

福岡淳

2007/4/1

2010/3/31

展開型

バイオインターフェース

Shen YE

2007/4/1

2017/3/31

展開型

分子集積反応場原賢二

2009/4/1

2015/3/31

展開型

秩序構造反応場

山内美穂

2009/4/1

2011/12/31

展開型

機能複合型グリーン触媒

清水研一

2010/10/1

2015/3/31

展開型

プラズモン光触媒反応

Ewa KOWALSKA

2013/2/1

2023/3/31

展開型

バイオポリマー小山靖人

2013/10/1

2016/3/31

展開型

界面シミュレーション

中山哲

2014/8/1

2019/3/31

展開型

酸塩基触媒

中島清隆

2015/8/1

2021/3/31

展開型

機能性合金触媒古川森也

2016/11/1

展開型

遷移金属誘起高分子合成/変換

Zhiyi SONG

2018/1/15

展開型

ナノ界面反応場研究クラスター

飯田健二

2020/2/1

展開型

生体分子標識触媒

浅野圭佑

2022/7/1

展開型

データ駆動型触媒鳥屋尾隆

2022/8/1

年報2022・研究室編●

触媒研究基盤開発クラスター/ Research
Cluster for Sustainable Catalyst■2022年度の構成員〈リーダー/教授〉長谷川淳也・〈教授〉朝倉清髙/中島清隆/福岡淳/清水研一/浦口大輔/中野環■研究課題
1．サステナブル触媒事業推進
持続可能な社会に向けた技術革新を可能とする新しいエネルギー・資源・物質変換の触媒化学・技術研究の推進を目的に各種活動を支援した．キャタリストインフォマ
ティクス事業をサポートした．

2．触媒高度解析事業推進
理論・シミュレーション分野の基盤整備を行っている.
具体的には，gaussianとvaspを実行できる計算環境を研究
所内に提供している．今後もユーザーIDは随時発行する.
3．触媒データベース事業
触媒に関係する膨大な科学技術情報の体系化を目的に，web上に触媒データベース（触媒物質，XAFS）を構築し運営している．データ収集，運用が進み，今年度末には，触媒物質のデータベースが1200件，XAFS databaseが1000件に到達した．
4．触媒研究支援・人材育成事業
触媒高等実践研修プログラムを企画，実施した（センターのHPにて常時開設）．
2022年度のトピック： キャタリストインフォマティクス
シンポジウムをオンライン開催した．

年報2022・研究室編●

49

規整表面ナノ構造研究クラスター/
Research Cluster of Well-defined Surface
Nanostructure■2022年度の構成員〈リーダー/准教授〉髙草木達・〈教授〉清水研一・〈学内研究協力教員/地球環境科学研究院教授〉八木一三・〈学外研究協力教員/慶應義塾大学〉近藤寛・〈学外研究協力教員/名古屋大学〉山田泰之・〈学外研究協力教員/理化学研究所〉瀧川一学・〈学外研究協力教員/東京大学〉佃達哉・〈学外研究協力教員/東京工科大学〉原賢二・〈学外研究協力教
員/物質・材料研究機構〉魚崎浩平/増田卓也・〈学外研究協力教員/国際基督教大学〉Wang Jae CHUN・〈学外研究協
力教員/お茶の水女子大学〉近藤敏啓■2022年度のうごき
上記 12 名が本クラスターに参画した．

■研究課題
本クラスターの目標は，金属・酸化物単結晶表面を金属
ナノクラスターや機能性分子で修飾することで精密に構造制御された物質変換反応場を創成し，反応機構の解明と新しい触媒作用の創出を行うことである．また，こうした規整された表面を原子レベルでその場/オペランド解析するための新しい装置や手法の開発も行う．具体的には，これまで超高真空下での静的な構造観察に限られていた種々の表面科学計測手法を高度化し，気相ガス存在下高温で，実際に反応が進行している状況下での表面分析を可能とする．粉体触媒では困難な，動作中触媒活性点の精密構
造解析と厳密な構造-活性相関に関する情報の取得を実現
する．
1．触媒動作中の活性点三次元構造決定を可能とするその場/オペランド偏光全反射蛍光XAFS法の開発
偏光全反射蛍光XAFS法は，単結晶モデル触媒表面上の担持金属種に対して偏光依存EXAFS測定を行うことで，その金属種の三次元構造決定が可能な手法である（Fig.
1）．我々はこれまで超高真空下において，酸化物単結晶表面上の様々な金属単原子・ナノクラスターの三次元原子配列を決定し，金属/酸化物相互作用に関する基礎的知見について議論してきた．また，最近，XAFS計測用セルを改良及び新規開発することで，高温かつ気相ガス存在下の触媒反応が進行している条件での測定を実現し，その場/オ
ペランド偏光全反射蛍光XAFS法を確立した.本手法は世界で唯一，触媒反応中の金属活性点の三次元構造（EXAFS）と価数（XANES）に関する情報が得られる．
2022年度のトピック：
温暖化ガスであるCO2の還元による再資源化はカーボンニュートラルを実現する上でのキーテクノロジーである．現在，世界中の触媒研究者が，CO2を合成ガスの原料であるCOや天然ガスの主成分であるCH4，化学原料となるアルコール（CH3OH，C2H5OH）などに高効率で変換する触媒開発を進めている．しかしながらCO2は化学的に安定であり，その変換には通常，高温高圧条件が必要である．N2の還元によるNH3合成も同様である．一方，近年，CO2やN2をプラズマにより活性化することで，遥かに低温低圧条件で反応が進行することが報告され，“プラズマ触媒反応”として欧米や中国，韓国で活発に研究がなされている．しかしながら，プラズマ中で発生する電子やガス活性種（振動励起種，電子励起種，ラジカル，
解離種，正・負イオン種など）と触媒表面との相互作用や，その結果生じる触媒の価数・構造変化などについて不明な点が多く，メカニズムは十分に解明されていない．反応機構や学理の解明には触媒構造のその場計測が不可欠である．そこで，プラズマ触媒反応中（ECRプラズマ）でのその場（in situ）測定に対応するため，新たにXAFSセル（小型真空槽）を設計・製作した（Fig. 2）．本手法を，CO2水
素化反応をターゲットとして，まずはH2プラズマ中におけるCu/Al2O3(0001)表面の計測に適用した．H2ガス中でのinsitu XAFS（XANES）ではs-偏光，p-偏光のスペクトルに偏光依存性は観察されなかったが，水素プラズマ中では偏光
依 存 性 が 観 察 さ れ た （ Fig. 3(a) 及 び (b) ）． こ の 結 果 は
Al2O3(0001)表面上のCu粒子が等方的な形状（球状）から異
(a)

(b)

放射光
pin-hole(f=0.4 mm)

X-ray

19素子Ge半導体
検出器（SSD）による蛍光検出Si(111) モノクロメーター
I0 測定用イオンチャンバー
X-ray

X-ray

E

E

E//表面

試料

全反射

E⊥表面

Fig.1 偏光全反射蛍光 XAFS 法の概略と試料回転による偏光依
存 XAFS 測定．偏光 EXAFS では X 線電場ベクトルに平行な結合情報（結合原子や距離，配位数）を選択的に抽出し，単結晶表面上に分散した金属種の立体構造を決定できる．

50

Fig.2 (a) プ ラ ズ マ 触 媒 反 応 用 そ の 場 偏 光 全 反 射 蛍 光
XAFS法の概略図.反応ガス導入用ライン及びECRプラズマ源を備えたセル（小型真空槽）を5軸ゴニオメーター上に設置し，試料移動（x, y, z） と回転（）により全反射条件の最適化と蛍光XAFS測定を行う．偏光依存測定は試料を90度
回転（f）して行う. (b) 装置の写真.

年報2022・研究室編●

(a)

(b)

(c)

Fig.3 (a) H2 ガ ス 流 通 下 及 び (b) H2 プ ラ ズ マ 中 で のCu/Al2O3(0001)表 面 の Cu K 吸 収 端 in situ 偏 光 全 反 射 蛍 光
XAFS（XANES）スペクトル．Cu担持量は 5.1×1014/cm2．H2：1.9
mL/min，圧力：1.0 Pa，試料温度：473 K，プラズマ電力：10 W．
(c) H2プラズマによる粒子凝集．

2．プラズマ触媒反応用真空搬送表面分析装置の開発
プラズマ触媒反応の機構を解明する上で不可欠な様々な表面分析を可能とするプラズマ触媒反応用真空搬送表面分析装置の製作・開発を行った．超高真空下で表面汚染や自然酸化膜を除去して清浄化したモデル触媒表面に対してプラズマ触媒反応を行い，反応前後の表面の XPS，
低速電子回折（LEED），昇温脱離（TPD）測定を可能にした（XPS 及び TPD は実触媒に対しても測定可能）．試
料は大気に曝すことなく，各種計測を行えるようにし，これによって同一試料を大気汚染なく多角的に解析できるようにした．
2022年度のトピック： 本装置を用いて，プラズマによる窒素固定とアンモニア合成について検討を行った．Fig. 4
はCoフォイル表面を超高真空下で清浄化処理後，室温でN2ガス及びN2プラズマに曝した後にXPS測定した結果である．N2ガスに曝しても吸着N原子は観測されないが，プラズマによってN2解離吸着が促進し，1 Pa程度の低圧条件下においても10 min程度で飽和吸着に達することがわかった．吸着量の増加とともにN1sピークの低エネルギー側へシフトとブロードニングが観測され，Co表面に複数のN吸着サイトが存在することが示唆された．プラズマによるN2解離吸着の促進は，気相に存在するN2振動励起種
または窒素原子（ラジカル）に由来すると予想される．閾
値イオン化法と真空紫外吸収分光法を用いてN2振動励起
種 と 窒 素 原 子 の 密 度 を 見 積 も っ た 結 果 ， [N2(v=1)] =3.8×1018 m-3，[N] = 1×1016 m-3であった．Fig.4 (b)から吸着
N原子の初期吸着速度を求め，吸着N原子がすべてN2振動
励起種 (v=1)あるいは窒素原子から生じたと仮定すると，年報2022・研究室編●

初期付着確率𝑠0 はそれぞれ0.002，0.5と見積もられた（但し，Co表面は最安定であるCo(0001)表面を仮定し，飽和N
吸着量は表面原子密度に一致すると仮定）．これらの値は，N2ガスの解離吸着に活性を示すことが報告されているRu
単結晶表面での値（10-12）やFe単結晶表面での値（10-6-107 at 500 K）と比較して遥かに大きい．従って，プラズマによってこうした気相活性種を高い効率で生成することが窒素固定化反応に有効と考えられる．しかしながら，現状，
吸着N原子がN2振動励起種あるいは窒素原子のどちらに由来して生成しているのか，あるいは両者から生成しているのか，結論が得られていない．今後，プラズマ条件（ガス圧力・プラズマ電力）を変え，両者の密度比を系統的に変化させた時の吸着N原子の増加/減少挙動を調べること
により，その起源を明らかにする．また，吸着温度を変えた実験を行い，N原子吸着の活性化エネルギーを算出する
ことで，N2振動励起種あるいは窒素原子のどちらに由来しているのかが推測できると考えている.
次にN2プラズマによってCo表面に固定化されたN原子の水素化（アンモニア生成）について検討した（Fig. 5）．
H2ガスを流通しても変化はなかったが，H2プラズマとは反応して吸着N原子が減少することがわかった．この過程において生成する表面N種は，吸着N原子と比べてN1s結合エネルギーが高エネルギーシフトしたことから（Fig.
5(c)），中間体NHx種（x＝1，2，3）であると考えられ，生成したNH3はその多くが脱離したと推察される．すなわ
ち，低圧（1 Pa程度）常温でアンモニア合成反応が進行したと考えられる．本結果は，H2プラズマの高い反応性を示しており，プラズマによるアンモニア合成ではN2の活性化だけでなく，H2の活性化も重要であることを示唆している．今後，H2 プラズマにおいてもプラズマ診断を行い，気相活性種（振動励起種やラジカル）の特定と密度算出を行う．また，H2プラズマとの反応による吸着N原子減少過程（中間体NHxの形成とNH3脱離）の活性化エネルギーを
(a)

(b)

0.10

N1s peak intensity (a.u.)

方的な形状に変化したことを示している．偏光EXAFSの予備的解析から，1 nm程度の球状粒子から扁平な形状の粒子（直径2 nm程度，高さ1 nm程度）への変化が示唆された（Fig. 3(c)）．すなわちH2プラズマによって表面水平方向への粒子凝集が促進された．さらにH2プラズマ照射後のXPSを計測すると，Al2O3表面には大量の水酸基（OH）が存在していることが明らかになった．Cuからの水素スピル
オーバーが促進された結果と推察され，これが粒子凝集の一因となっている可能性がある．以上の結果は，プラズマが反応ガスの活性化のみならず，触媒構造に顕著な変化を生じさせる場合があることを示している．今後，Cu粒子の三次元構造決定を行うとともに，凝集機構の解明，CO2ガ
ス導入時の挙動について検討を進める．

0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
0

100

200

300

400

500

600

Time (s)Fig.4 N2 フロー及び N2 プラズマによる Co 表面への N 吸着（室温）．(a)N1s XPS スペクトル．結合エネルギーは Co2p3/2
ピークを用いて補正．N2：0.5 mL/min，圧力：1.6 Pa，プラズ
マ電力：10 W．(b) N2 プラズマ照射時間に対して，N1s ピーク
面積をプロット．

51

算出し，先述したプラズマN2からの吸着N原子生成過程の活性化エネルギーと比較することで，プラズマによるアンモニア合成反応の律速段階がどの過程にあるのかを検討する．なお，これまで試料としてフォイル（多結晶表面）を用いて実験を行ってきたが，より厳密かつ定量的な議論を行うため，単結晶表面を用いた実験へと移行する．プラズマにより効率的にアンモニアを生成する触媒表面を探索するため，Co表面だけでなく，他の金属表面（FeやRuなど）についても検討する．
(a)N1s peak intensity (a.u.)

(b)
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00

(c)

0

100

200

300

400

500

600

Time (s)Fig.5 H2 フロー及び H2 プラズマによる Co 表面上吸着 N 原子の水素化（室温）．(a) N1s XPS スペクトル．H2：1.0 mL/min，
圧力：0.6 Pa，プラズマ電力：10 W．(b) H2 プラズマ照射時間に対して，N1s ピーク面積をプロット．(c) H2 プラズマ 300 s
照射後と Fig.4(a) N2 プラズマ 10 秒照射後のスペクトル比較．

■学内外の研究者との共同研究（2022年度）
触媒科学研究所古川准教授「ハイエントロピー合金の触媒作用と構造解析」（論文(1)） /触媒科学研究所古川准教授，
工学研究院佐々木教授，東京工業大学野崎教授，産業技術総合研究所金研究グループ長「プラズマ触媒反応の機構解明」（論文(2)）/名古屋大学山田准教授「ポルフィリン・フ
タロシアニンからなる超分子集合体のアルカン活性化触媒への応用（論文(4)）/触媒科学研究所清水教授・長谷川教授，化学反応創成研究拠点（ICReDD） 高准教授，東京大学生産技術研究所福谷教授，小澤助教，東京電機大学小倉准教授，電気通信大学三輪特任准教授「担持金属触媒に52おける中間体吸着種の動的挙動と活性・選択性との相関に関する研究」■2022年度の研究業績
原著論文（*：審査つき）(1) Nakaya, Y.; Hayashida, H.; Asakura, H.; Takakusagi, S.;
Yasumura, S.; Takakusagi, S.; Yasumua, S.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. High-Entropy Intermetallics Serve an
Ultrastable Single-Atom Pt for Propane Dehydrogenation. J.
Am. Chem. Soc. 2022, 144, 15944–15953.*(2) Kim, D.-Y.; Ham, H.; Chen, X.; Liu, S.; Xu, H.; Lu, B.;
Furukawa, S.; Kim, H.; Takakusagi, S.; Sasaki, K.; Nozaki, T.
Cooperative Catalysis of Vibrationally Excited CO2 and Alloy
Catalyst Breaks the Thermodynamic Equilibrium Limitation.
J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 14140-14149.*(3) Kido, D.; Uemuara, Y.; Wakisaka, Y.; Koide, A.; Uehara,
H.; Niwa, Y.; Nozawa, S.; Ichiyanagai, K.; Fukaya, R.;
Adachi, S.; Sato, T.; Jenkins, H.; Yokoyama, T.; Takakusagi,S.; Hasegawa, J.; Asakura, K. Metastable Structure of
Photoexcited WO3 Determined by the Pump-probe Extended
X-ray Absorption Fine Structure Spectroscopy andConstrained thorough Search Analysis. Chem. Lett. 2022, 51,
1083–1086.*(4) Yamada, Y.; Morita, K.; Sugiura, T.; Toyoda, Y.; Mihara,N.; Nagasaka, M.; Takaya, H.; Tanaka, K.; Koitaya, T.;
Nakatani, N.; Ariga-Miwa, H.; Takakusagi, S.; Hitomi, Y.;
Kudo, T.; Tsuji, Y.; Yoshizawa, K. ; Tanaka, K. Stacking of a
Cofacially Stacked Iron Phthalocyanine Dimer on Graphite
Achieved High Catalytic CH4 Oxidation Activity Comparable
to That of pMMO. JACS. Au. 2023, 3, 823–833.*
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Takakusagi, S.: “Development of operando PTRF-XAFS
technique for precise 3D structure determination of active
metal sites in heterogeneous catalysis”, International
Symposium on Next Generation Synchrotron Radiation
Facility Utilization for Catalysts Characterization as Post
Symposium of TOCAT9, Tohoku University, Sendai, Japan(2022/7/31). ［Plenary lecture］(2) Takakusagi, S.: “Operando PTRF-XAFS technique for
precise 3D structure determination of active metal sites inheterogeneous catalysis”, ICAT-FHI Joint Symposium: New
Dimension of Catalytic Surface Study, Hokkaido University,
Sapporo, Japan (2022/9/16). ［Invited lecture］(3) Takakusagi, S.: “ Elucidation of Precise 3D StructureActivity Relationship in Heterogeneous Catalysis byOperando PTRF-XAFS Technique ” , IMS-ICAT Joint
Symposium: Surface Science for Catalysis, Hokkaido
University, Sapporo, Japan (2022/10/11). ［Invited lecture］(4) Takakusagi, S.: “Unraveling 3D structure of active metalsites on catalyst surfaces under working conditions by
operando PTRF-XAFS technique”, MIRAI 2.0（日本・スウ ェ ー デ ン MIRAI プ ロ ジ ェ ク ト ） Research andInnovation Week 2022 Materials Science TEG, Kyusyu
University, Fukuoka, Japan (2022/11/16). ［Invited lecture］(5) 髙草木達：「偏光XAFSと単結晶モデル表面を用いた触媒活性点のオペランド三次元構造解析」, 触媒学会界面
分子変換研究会ワークショップ『固体触媒の活性構造を知る』, オンライン (2022/11/28). ［招待講演］(6) 髙草木達：「オペランド偏光全反射蛍光XAFS法による触媒動作中の活性点三次元構造解析」, 第12 回 岩澤コ
ンファレンス「サステナブル社会のための触媒化学・表面科学の最前線」, 工学院大学, 東京 (2022/3/29). ［招待講演］(7) 髙草木達：「圧力ギャップフリー触媒表面科学を目指して：現状と課題」, 触媒科学計測共同研究拠点ミニシ

年報2022・研究室編●

ンポジウム「超高速データ駆動科学と先端計測技術の融合による触媒科学イノベーション」, 北海道大学, 札
幌 (2023/3/30). ［招待講演］

年報2022・研究室編●

53

プラズモン光触媒反応研究クラスター/
Research Cluster for Plasmonic
Photocatalysis■2022年度の構成員〈リーダー/准教授〉Ewa KOWALSKA・〈准教授〉髙草木
達 ・〈 学 外 研 究 協 力 教 員 / 芝 浦 工 業 大 学 〉 Izabela
RZENZNICKA〈学外研究協力教員/京都大学〉阿部竜・〈学
外 研 究 協 力 教 員 /The West Pomeranian University ofTechnology （ ポ ー ラ ン ド ）〉 Agata MARKOWSKASZCZUPAK〈学外研究協力教員/パリ大学（フランス）〉Hynd
REMITA/Christophe COLBEAU-JUSTIN〈学外研究協力教員/ ス ウ ィ ン バ ー ン 大 学 （ オ ー ス ト ラ リ ア ）〉 Saulius
JUODKAZIS〈学外研究協力教員/グダンスク大学（ポーラ
ンド）〉Adriana ZALESKA〈学外研究協力教員/ウルム大学（ ド イ ツ ）〉 Sven RAU 〈 学 外 研 究 協 力 教 員 /Poznan
University of Technology （ ポ ー ラ ン ド ）〉 Marcin
JANCZAREK〈学外研究協力教員/湖北工業大学（中国）〉Zhishun WEI〈学外研究協力教員/湘潭大学（中国）〉Shuaizhi
ZHENG〈学外研究協力教員/University of Warsaw（ポーランド）〉Damian KOWALSKI〈学外研究協力教員/Cardiff
University（英国）〉Emma RICHARDS■2022年度のうごき
コロナ禍により，すべての海外からの訪問予定はキャンセルされ，電子メールあるいはオンラインアプリケーショ
ンによりディスカッションを行った．国内では，コワルス
カ 准 教 授 が 京 都 に 出 張 し ［ 2022/12/14-16 ］， Izabela
Rzeznicka教授（芝浦工業大学）と阿部竜教授（京都大学）とディスカッションを行った．また，Izabela Rzeznicka教授
が2回触媒科学研究所を訪れた[2023/02/05・2023/03/21].

照射下における光触媒粒子の抗微生物活性について数種のバクテリアおよびカビをもちいて検討した．チタニアの特性および微生物の構造によって活性が変化した．カビの成長抑制，二酸化炭素の生成およびカビの二次代謝産物であるマイコトキシンの生成抑制がプラズモン光触媒によって起こるのは，細胞膜の破壊と胞子の形成抑制によることを明らかにした《著書9,10,14/総説2,5/講演1, 5》．
（3）八面体形状（OAP），十面体形状（DAP）アナタース酸化チタン，チタニアナノワイヤー，チタニア中空粒子およびプラズモニックコアシェル粒子の光触媒活性におよぼす形状の影響を検討し，形状が光触媒活性の制御する鍵であることを明らかにした．さらに，サブミクロンサイズのチ
タニア中空粒子および磁気的に分離回収が可能なコア
シェル粒子の調製に成功した《論文1,5,7,/ 総説・解説3/講
演1,3,5》．（4）酸化銀(I)あるいは酸化銅(I/II)－酸化チタン(IV) 系 ヘ テ ロ 接 合 型 光 触 媒 （ Ag2O/TiO2 ， CuO/TiO2,
Cu2O/TiO2）が有機物分解および微生物の分解に高い活性を示すことを明らかにするとともに，酸化チタンと複合化することによって，とくにコア－シェル型構造にすることによってp型半導体粒子が安定化することを見出した．
XPS解析により，紫外線照射下において光触媒活性が向上
するのは，Zスキーム機構によるが，逆に可視光照射下においてII型ヘテロ接合系が不活性であるのは，電荷キャリアである電子と正孔の再結合によることを提案した.《論文2,8,10,16》.（5）その他の不均一系光触媒反応系について，（i）多相系の相乗効果，（ii）結晶欠陥の役割，（iii）粒子形態依存性，および（iv）チタニア以外のg-C3N4やBiVO4，
Bi2WO6などの半導体材料を調の利用についても検討した《論文2,6,12,13,15/総説・解説1-4/講演2》．

■研究課題
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．これらの光触媒をもちいる紫外あるいは可視光照射下での汚染物質分解の反応機構および局在表面プラズモン共鳴（LSPR）吸収により生じる電場による光触媒活性向上の効果を検討し，主要な反応条件
および光触媒活性と物理化学的特性の相関を明らかにする．また，酸化銀(I)あるいは酸化銅(I)－酸化チタン(IV)系
ヘテロ接合型光触媒を調製し，比較的安価な金属を用いる
光触媒について，その作用機構について検討した．さらに，他の可視光応答性光触媒について環境浄化とエネルギー
変換特性について検討を行う．
2022年度のトピック： （1）酸化チタン(IV)（チタニア）
粒子に貴金属類（銀，金あるいは銅, 白金）を担持させて可視光応答性を賦与するとともに紫外光照射下での活性を増大させたプラズモン光触媒を調製してその特性を評価した．貴金属ナノ粒子（NMNPs）のサイズを制御するために，（i）無酸素状態および（ii）酸素存在下の条件などのさまざまな条件下でNMNPsの光析出を行った.さらに，（i）
プラズモン場の増強をめざして，チタニアナノチューブをもとにして，チタニア－金ナノ構造体を電気化学手法により調製した（図1）および，（ii）各ボイド部分に金粒子を配置させた逆オパール構造チタニアフォトニッククリス
タル光触媒を調製し，その高い光触媒活性を実証した《論文2,3,4,8,11,12/総説4/講演1, 4-5》．
（2）暗条件および可視光

54

Fig. 1 Graphical abstract showing plasmonic fieldenhancement (hot spots) on titania/gold nanostructures (Paper
7).

■2022年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Chang, Y.; Jiang, J.; Li, Z.; Qin, J.; Guo, W.; Chen, Y.; Wei,
Z.; Kowalska, E. Development of monodisperse mesoporous
microballs composed of decahedral anatase nanocrystals.
Catalysts 2022, 12, 408.
(2) Li, Z.; Wang, K.; Zhang, J.; Chang, Y.; Kowalska, E.; Wei,
Z. Enhanced photocatalytic activity of hierarchical Bi2WO6
microballs by modification with noble metals. Catalysts 2022,
12, 130.
(3) Wang, K.; Yoshiiri, K.; Rosa, L.; Wei, Z.; Juodkazis, S.;
Ohtani, B.; Kowalska, E. TiO2/Au/TiO2 plasmonic
photocatalyst with enhanced photocatalytic activity andstability under visible-light irradiation. Catal. Today 2022,
397-399, 257-264.
(4) Wang, L.; Mogan, T.R.; Wang, K.; Takashima, M.; Ohtani,

年報2022・研究室編●

B.; Kowalska, E. Fabrication and characterization of inverseopal titania for enhancement of photocatalytic activity.
ChemEngineering 2022, 6(3), 33.
(5) Wang, K.; Wei, Z.; Colbeau-Justin, C.; Nitta, A.; Kowalska,
E. P25 and its components - Electronic properties andphotocatalytic activities. Surf. Interfaces 2022, 31, 102057.
(6) Kowalska, E.; Juodkazis, S.; Henkiel, P.; Kowalski, D. SiteSelective Au+ Electroreduction in Titania Nanotubes forElectrochemical and Plasmonic Applications. ACS Appl. Nano
Mater. 2022, 6, 7696–7703.
(7) Yoshiiri, K.; Karabiyik, B.; Wei, Z.; Wang, K.; ColbeauJustin, C.; Kowalska, E. The property-governed activity ofsilver-modified titania photocatalysts: The influence of titania
matrix. J. Chem. Phys. 2022, 156, 244706.
(8) Paszkiewicz, O.; Wang, K.; Rakoczy, R.; Kordas, M.; Lenc,
G.; Kowalska, E.; Markowska-Szczupak, A. Anti-microbial
properties of pristine and Pt-modified titania P25 in rotating
magnetic field conditions. Chem. Eng. Process.: Process
Intensif. 2022, 178, 109010.
(9) Endo-Kimura, M.; Wang, K.; Bielan, Z.; Janczarek, M.;
Markowska-Szczupak, A.; Kowalska, E. Morphologydependent antibacterial activity of core-shell CuxO@TiO2
photocatalyst under UV, vis and dark. Surf. Interfaces. 2022,
32, 102125.
(10) Yoshiiri, K.; Wang, K.; Kowalska, E. TiO2/Au/TiO2
Plasmonic Photocatalysts: The influence of Titania Matrix andGold Properties. Inventions. 2022, 3, 54.
(11) Wu, L.; Yue, X.; Chang, Y.; Wang, K.; Zhang, J.; Sun, J.;
Wei, Z.; Kowalska, E. Photocatalytic degradation oftetracycline under visible light irradiation on BiVO4
microballs modified with noble metals. Catalysts. 2022, 11,1293.
(12) Janczarek, M.; Endo-Kimura, M.; Wang, K.; Wei, Z.;
Akanda, M.M.A.; Markowska-Szczupak, A.; Ohtani, B.;
Kowalska, E. Is Black Titania a Promising Photocatalyst?
Catalysts. 2022, 11, 1320.
(13) Wang, K.; Paszkiewicz, O.; Vincent, M.; Henkiel, P.;
Kowalski, D.; Wang, K.; Kowalska, E. Markowska-Szczupak
A. Evaluation of Antifungal Properties of Titania P25.
Micromachines. 2022, 11, 1851.
(14) Khedr, T. M.; El-Sheikh, S. M.; Endo-Kimura, M.; Wang,K.; Ohtani, B.; Kowalska, E. Facile gas-templating synthesisof 2D porous S-doped g-C3N4 photocatalyst for enhanced
photocatalytic H2 evolution under visi-ble light.
Nanomaterials. 2023, 1, 62.
(15) Mohagheghab, N.; Endo-Kimura, M.; Wang, K.; Wei, Z.;
Najafabadi, A. H.; Zehtabi, F.; Kouchehbaghi, N.H.; Sharma,
S.; Markowska-Szczupak, A.; Kowalska, E. Apatite-coated
Ag/AgBr/TiO2
nanocomposites:
Insights
intotheantimicrobial mechanism in the dark and under visible-light

年報2022・研究室編●

irradiation. Appl. Surf. Sci. 2023, 156574.
(16) Dudziak, S.; Kowalska, E.; Karczewski, J.; Wang, K.;
Ohtani, B.; Zielinska-Jurek, A. Interplay between dopant anda surface structure of the photocatalyst – a case study of Nb総説・解説(1) Dionysiou, D.D.; Rtimi, S.; Kowalska, E.; Han, C.;
Janczarek, M. Novel Photocatlysts for Environmental andEnergy Applications. Catalysts 2022, 5, 458.
(2) Khedr, T.M.; Wang, K.; Kowalski, D.; El-Sheikh, S.M.;
Abdeldayem, H.M.; Ohtani, B.; Kowalska E. Overview andperspective on Bi2WO6-based photocatalysts - principles,
synthesis, mechanism and environmen-tal applications. J.
Environ. Chem. Eng. 2022, 10, 107838.
(3) Wang, K.; Yoshiiri, K.; Kowalska, E. Nanoarchitectureengineering in heterogeneous photocatalysis for improved
activity and selectivity. Chem Catalysis 2022, 5, 925-927(4) Wang, K.; Kowalska, E. Property-governed performance of
platinum-modified titania photocatalysts. Front. Chem. 2022,
972494.
(5) Markowska-Szczupak, A.; Paszkiewicz, O.; Yoshiiri, K.;
Wang, K.; Kowalska, E. Can photocatalysis help in the fightagainst COVID-19 pandemic? Curr. Opin. Green Sustain.
Chem. 2023, 40, 100769
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Kowalska, E.: “Development of plasmonic photocatalysts”
VI International Conference on Catalysis and Chemical
Engineering, San Francisco (hybrid), USA (2022/02/22-26[2022/02/24]).
(2) Wang, K.; Endo-Kimura, M.; Wei, Z.; Colbeau-Justin, C.;
Ohtani, B.; Kowalska, E.: “Enhancement of titania
photocatalytic performance by the deposition of sizecontrolled platinum” 12th International Conference on
Environmental Catalysis (ICEC2022), Osaka (hybrid), Japan(2022/07/30-08/01 [2022/07/31]).
(3) Wei, Z.; Endo-Kimura, M.; Wang, K.; Kowalska, E.:“Preparation and photocatalytic activity of highly active titania-based photocatalysts” 12th International Conference on
Environmental Catalysis (ICEC2022), Osaka (hybrid), Japan(2022/07/30-08/01 [2022/07/31]).
(4) Kowalska, E.: “Development of plasmonic photocatalysts forenvironmental applications” The 8th International Symposiumon Hydrogen Energy, Renewable Energy and Materials (online), Thailand (2022/10/14). [Invited Talk](5) Kowalska, E.: “Heterogeneous photocatalysis forenvironmental purification” Japan-Africa Hybrid Workshop
on Promotion of Science, Engineering, and Technology inInnovative Solutions to Environmental Problems in Metal
Mining Area, Kyoto, Japan (2022/12/14-16 [2022/12/15]).
[Invited Talk]55

機能性合金触媒研究クラスター/ Research
Cluster for Functional Alloy Catalysts■2022年度の構成員〈リーダー/准教授〉古川森也・〈教授〉朝倉清髙/長谷川淳
也・〈学外研究協力教員/東北大学〉亀岡聡・〈学外研究協力
教員/高知大学〉小河脩平・〈学外研究協力教員/シンガポー
ル国立大学〉Ning YAN■2022年度のうごき
2021年度に引き続き，上記6名が本クラスターに参画し
た．

■研究課題
合金の触媒材料としての有用性は幅広く認知されている一方，その触媒設計における方法論および理論体系については，リガンド効果やアンサンブル効果といった古典的な概念に未だ留まっているのが現状である．優れた合金触媒を開発するためには，柔軟かつ自由度の高い触媒設計を基に，従来の枠組みに当てはまらない新奇な反応場の構築を展開することが重要である．この様な指針の下，本研究クラスターでは，金属間化合物の表面修飾による新規反応場の創出，擬二元系合金構造に基づく新規触媒設計，および含窒素化合物合成のための高効率合金触媒の設計の3点に着目し，触媒科学，金属学，表面科学，計算科学の視点から，多角的に研究を行っている．
2022年度のトピック：(1) (PtCoCu)(GeGaSn)を用いた超高耐久プロパン脱水素
触媒の開発《論文6》．
近年安価なシェールガス由来のエタンに由来するエチ
レンの製造が増大しており，相対的にプロピレンの生産が不足している．そのためプロパン脱水素によるプロピレンの製造が注目を増している．プロパン脱水素は吸熱反応であり，高転化率を得るには 600°C 以上の高い反応温度が必要であるため，副反応である炭素析出による触媒劣化が著しく，安定的なプロピレンの供給には定期的な触媒の再生処理が不可欠であった．
本研究ではユニークな性質と構造を有する PtGe 金属間化合物に着目し，プロパン脱水素に高い耐久性を示す触媒の開発を目指した．PtGe は熱安定性が高く，高温でも構造が変化しないという利点を持つ．本研究ではこれまでに開発した擬二元系合金構造に基づく多元素化の原理を最大限に高めたハイエントロピー金属間化合物（HEI）を設計した．具体的には PtGe の Pt サイトを Co/Cu で，Ge サ
イトを Ga/Sn で部分置換することで PtGe 由来の規則構造を維持した多元素合金(PtCoCu)(GeGaSn)（以下 HEI）を合成した（Fig. 1）．
その結果 HEI 触媒は 600°C において 2 か月間安定期に能するという驚異的な安定性を示し，また母体の PtGe や
ランダム型のハイエントロピー合金（HEA）と比較しても圧倒的に高い耐久性を示した（Fig. 2）．この結果は多元素化の効果（エントロピー効果）と規則構造双方が重要であることを示しており，HEI を用いた触媒設計の有用性を実証するものである．我々は昨年度に PtGa-Pb-Ca 触媒が同条件にて 1 ヶ月間安定に機能することを報告しているが，今回その世界最高性能を自身で再び更新した．

56

Fig. 1. PtGe を母体としたハイエントロピー金属間化合物(PtCoCu)(GeGaSn)の構造と触媒設計における利点．

Fig. 2. 600°Cでのプロパン脱水素におけるHEI各触媒の(左)耐久性および(右)コーク堆積料．PtGa-Pb-Ca/SiO2触媒の長時間耐久性(2) CO2を酸化剤に利用したプロパン酸化脱水素への展開《論文5》
プロパン脱水素における炭素析出を防ぐ手法として，
CO2を酸化剤とした酸化脱水素により析出した炭素を酸化的に除去することが可能になる．また本反応はCO2の有効利用としても重要であり，工業反応をカーボンニュート
ラル化できるという点でも近年非常に注目を集めている．
しかしながら実用レベルで有効な触媒が開発されておらず，基礎研究の域を脱していなかった．これに対し我々は昨年度に(Pt1-xCox)2In3擬二元系合金が本反応に有効である
ことを見出していた．今回この3元系合金をさらに(1)と同様に6元系へと展開し，更なる触媒性能の向上を目指した．
その結果，PtSn金属間化合物を母体とした6元系HEIである(PtCoNi)(SnInGa)が本反応に極めて有効であり，600℃の高温条件下において(Pt1-xCox)2In3を圧倒的に上回る高い耐久性を示すことを見出した．これも（１）と同様に多元素化によりナノ粒子の熱力学的安定性が向上することが要因であり，多元素化により凝集を抑えたことが致命的な触媒劣化を防ぐことにつながった．

■2022年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Zhang, J.; Nakaya, Y.; Shimizu, K.; Furukawa, S. Surface
Engineering of Titania Boosts Electroassisted Propane
Dehydrogenation at Low Temperature. Angew. Chem. Int. Ed.,
2023, 62, e202300744.
(2) Nakaya, Y.; Hayashida, E.; Shi, R.; Shimizu, K.; Furukawa,
S. Interstitial Carbon Dopant in Palladium–Gold Alloy
Boosting the Catalytic Performance in Vinyl Acetate Monomer
Synthesis. J. Am. Chem. Soc., 2023, 145, 2985-2998.

年報2022・研究室編●

(3) Liu, K.; Xing, F.; Xiao, Y.; Yan, N.; Shimizu, K.; Furukawa,
S. Development of a Highly Stable Ternary Alloy Catalyst for
Dry Reforming of Methane. ACS Catal., 2023, 13, 3541-3548.
(4) Xing, F.; Nakaya, Y.; Yasumura, S.; Shimizu, K.; Furukawa,
S. Ternary platinum–cobalt–indium nanoalloy on ceria as ahighly efficient catalyst for the oxidative dehydrogenation of
propane using CO2. Nat. Catal., 2022, 5, 55-65.
(5) Xing, F.; Ma, J.; Shimizu, K.; Furukawa, S. High-entropy
intermetallics on ceria as efficient catalysts for the oxidative
dehydrogenation of propane using CO2. Nat. Commun., 2022,
13, 5065.
(6) Nakaya, Y.; Hayashida, E.; Asakura, H.; Takakusagi, S.;
Yasumura, S.; Shimizu, K.; Furukawa, S. High-Entropy
Intermetallics Serve Ultrastable Single-Atom Pt for Propane
Dehydrogenation. J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 15944-15953.
(7) Kim, D.; Ham, H.; Chen, X.; Liu, S.; Xu, H.; Lu, B.;
Furukawa, S.; Kim, H.; Takakusagi, S.; Sasaki, K.; Nozaki, T.
Cooperative Catalysis of Vibrationally Excited CO2 and Alloy
Catalyst Breaks the Thermodynamic Equilibrium Limitation, J.
Am. Chem. Soc., 2022, 144, 14140–14149.
(8) Ma, J.; Xing, F.; Nakaya, Y.; Shimizu, K.; Furukawa, S.
Nickel-Based High-Entropy Intermetallic as a Highly Active
and Selective Catalyst for Acetylene Semihydrogenation.
Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e20220889.

年報2022・研究室編●

総説/解説/報告(1) Nakaya, Y.; Furukawa, S. Catalysis of Alloys: Classification,
Principles, and Design for a Variety of Materials and Reactions.
Chem. Rev., 2023, in press. (10.1021/acs.chemrev.2c00356)(2) Xing, F.; Furukawa, S. Metallic Catalysts for Oxidative
Dehydrogenation of Propane Using CO2. Chem. Eur. J., 2022,
e202202173.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Furukawa, S.: “Development of highly efficient catalysts
using multimetallic alloys”, 2022 International Workshop on
Development and Application of Titanium Dioxide-Based
Advanced Materials and Equipment (on-line)（2022/12/17）.
[Plenary lecture](2) Furukawa, S.: “New directions for propylene production:
ultrastable catalyst and CO2 utilization”, Japan–Saudi Arabia
Technology Exchange Workshop (on-line) （ 2022/10/19 ） .
[Invited]
受賞(1) 古川森也：北海道大学（2022/4/1）.《北海道大学ディスティングイッシュトリサーチャー》(2) 古川森也：北海道大学（2023/2/22）.《北海道大学教育研究総長表彰》

57

遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラス
ター/ Research Cluster of Transitionmetals-induced Synthesis andTransformation of Polymer■2022年度の構成員〈リーダー/准教授〉Zhiyi SONG〈学外研究協力教員/徳島大学〉小笠原正道・〈学外研究協力教員/芝浦工業大学〉永直
文・〈学外研究協力教員/近畿大学〉今井喜胤・〈学外研究協力教員/Renmin University of China〉Zhiping LI■2022年度のうごき
構成員の異動無し.

■研究課題
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

58に革新的な影響を与え得る物質である．これらの多くがCCVD等に調製されるのに対し，本クラスターでは，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．本年度は，前駆体高分子の候補としてポリ(ナフタレン-1,4-ジイル)を1,4-ジブロモナフタレンをKumadaカップリング重合により合成し，溶液中および薄膜状態での酸化によるグラフェン化について検討した．薄膜状態においては酸化反応により生じるグラフェン成分と前駆体ポリマーの相溶性が低く不均一化することが判明し，この点の改善を試みている．加えて，前駆体高分子の立体構造と酸化効率の関係について調べるために前駆体高分子の光学活性体を合成した．

■2022年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Song, Z.; Sato, H.; Pietropaolo, A.; Wang, Q.; Shimoda, S.;
Dai, H.; Imai, Y.; Toda, H.; Harada, T.; Shichibu, Y.; Konishi,K.; Bando, M.; Naga, N.; Nakano, T. Aggregation-induced
Chirality Amplification of Optically Active Fluorescent
Polyurethane and Cyclic Dimer in the Ground and Excited
States. Chem. Commun. 2022, 58, 1029 - 1032.

年報2022・研究室編●

■2022年度の構成員〈リーダー/准教授〉飯田健二・〈准教授〉古川森也・〈学外
研究協力教員/筑波大学〉矢花一浩・〈学外研究協力教員/京都大学〉寺西利治・〈学外研究協力教員/東京理科大学〉根
岸雄一・〈学外研究協力教員/豊橋技科大〉八井崇・〈学外研
究協力教員/アルバータ大学〉Andriy KOVALENKO■2022年度のうごき
昨年度に引き続き上記7名が本クラスターに参画して，共同研究を精力的に推進した．

■研究課題
原子間結合から界面までの様々なサイズスケールの幾何的特性を利用して触媒能を制御するための指針を構築
する．そして，ナノ粒子/担体や固体/液体といった界面によって反応性が支配される光触媒や電極触媒を開発する．
そのために，固液界面や担持ナノ粒子の外場応答を扱うことができる理論計算手法を構築し，その手法を用いて触媒反応のメカニズムを明らかにする．計算から得られた知見に基づき，実験グループとの共同研究を通して触媒の設計を進める．
1．金属ナノ粒子を用いた光触媒反応
貴金属ナノ粒子を用いることで低エネルギーの光で水分解やCO2分解を行うことが可能であることから，太陽光を利用した光触媒の開発にむけて盛んに研究が行われている．我々はこれまで，金クラスターと金属酸化物からなる複合系にRe(bpy-COOH)錯体を担持することで，可視光を用いたCO2分解の効率を向上することに成功している．
また，光触媒作用における貴金属ナノ粒子の役割について理解を深めるべく，貴金属ナノ粒子と半導体や分子種との間の光誘起電子移動の機構について解析を進めてきた．
《総説1》
2022年度のトピック： Au147ナノクラスターにH2Oが吸着した系の計算を行った．そして，Au147とH2Oの間の化学結合や水和によるH2O部分の電子構造変化の機構や，H2OからAu147への光誘起電子移動が水和(Fig. 1)により増幅される機構を明らかにした．
《論文3》

Fig. 1. Crystal structure of a Pt249In432 nanoparticle
employed in this study. Purple and gray coloredatoms are In and Pt, respectively.
Fig. 1. Density distribution of water hydrogen arounda Au147-H2O complex.

更に，金属ナノ粒子と分子種との間の相互作用による光学応答性の変化について研究を行った．アゾベンゼンがAu147クラスターに担持した系を対象として，物理吸着や化学吸着にともなう電子構造や光励起の機構の変化につ

年報2022・研究室編●

いて解析を行った．その結果，物理吸着によりアゾベンゼ
ンの電子構造が殆ど変化しなくても光励起の機構が大きく変化すること，また，化学吸着と物理吸着の違いによる電子遷移の機構の変化を明らかにした．この成果は，論文として投稿直前の段階にある．
2．固液電気二重層界面の理論計算手法の開発
燃料電池などへの興味から，電極触媒の研究が盛んに行われている．しかし，不均一系触媒と電解質からなる複雑な系を理論計算手法で扱うことは容易ではなく，理論的研究はあまり進んでこなかった．我々は，不均一系触媒を用いた電極反応の機構を明らかにするべく，量子力学と統計力学の枠組みを融合した理論計算手法の開発を進めてきた．
理論計算手法の開発を行うとともに，実験グループと連携して，担持白金ナノクラスターを用いた酸素還元反応や水素発生反応について，反応機構の解析を進めている．
2022年度のトピック： 担持金属ナノ粒子などと電解質溶液からなる系を用いた電極触媒の開発が進められている．
近年では，直径1 nm以下の白金サブナノクラスターが白金
ナノ粒子よりも高い酸素還元活性を示すことが実験から報告されており注目を集めている．しかし，そのような複雑な系の理論計算は容易ではない．
我々は，3D-RISM-SCF法を超並列第一原理計算プログ
ラムSALMONに実装し，そして帯電した不均一系を扱うことが可能な方法を開発した．そして，開発した手法を用いて，正に帯電したPt13/Graphiteと1 MのKCl水溶液の界面を計算した．そして，Pt部分の電荷を解析したところ，各
原子サイトによってその電荷の大きさが異なること，水溶液との相互作用による帯電量が液体構造の原子レベルの詳細によって決定づけられていることを明らかにした．この成果は，論文で報告した．
《論文2》
固液電極触媒を扱う理論計算手法の開発を行うとともに，得られた計算結果を基に電極触媒反応活性を理解する
ための解析法の整備を進めている．白金ナノクラスターの触媒活性について理解を深めるため，各白金原子サイトの局所状態密度分布に着目し，フェルミレベルから−2 eV以下までの状態数を評価した(Fig. 2)．その結果，各原子サイ
トによって状態数が異なっていることが分かった．また，KCl水溶液中と真空中では状態数の大きさの序列が変化した．これは，触媒活性が電気二重層構造の原子レベルの特性に依存することを示唆している．
Number of states near Fermi

ナノ界面反応場研究クラスター/ Research
Cluster for Nano-Interface Reaction Field

0.8

NeutralPositive

1

2

4
3
5

9

12
13
11

0.4
8

6
7
10

0.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213

Fig. 2. The number of electronic states of each Pt atom inneutral (shaded) and positively charged (solid) Pt 13/graphite
heterostructures.

■学内外の研究者との共同研究（2022年度）
北海道大学触媒科学研究所古川森也准教授「電力を利用する触媒反応の機構」/筑波大学計算科学研究センター矢花一浩教授「ナノ構造体の光励起電子ダイナミクス」/京都大学化学研究所寺西利治教授・佐藤良太助教「プラズモニック合金ナノ粒子の創成」/豊橋技術科学大学八井崇教

59

授・東京理科大学根岸雄一教授・東京理科大学川脇徳久講
師「担持した有機金属錯体や金属ナノクラスターを用いる触媒の開発」/アルバータ大学Andriy KOVALENKO教授「電極触媒反応の理論計算手法の開発」/ European XFEL上村洋平博士「内核X線発光スペクトルに関する研究」■2022年度の研究業績
原著論文（全て審査つき）(1) Chiba, T.; Iida, K.; Furukawa, S.; Hasegawa, J. FirstPrinciples Study on Unidirectional Proton Transfer on
Anatase TiO2 (101) Surface Induced by External Electric
Fields. Phys. Chem. Chem. Phys. 2023, 25, 9454-9460.
(2) Iida, K. Atomic-Scale Picture of the Electric Double Layeraround a Heterogeneous Solid-Liquid Interface Based on
3D-RISM-SCF Theory. J. Phys. Chem. C. 2022, 126, 94669474.
(3) Iida, K. Role of Hydration in Photoexcited Electron Transfer
between a Gold Nanocluster and a Water Molecule. J. Phys.
Chem. C. 2022, 126, 7492-7499.

60

総説・解説
(1) Iida, K.; Noda, M. First-Principles Calculation of
Photoexcited Electron Dynamics of Nanostructures,
Progress in Nanophotonics 7, 2022, 147, 1-35.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) 飯田健二：「光や電圧に対するナノ界面の応答機構の解明」，日本化学会北海道支部奨励賞（若手）受賞
講演会，オンライン開催，(2023/2/20). [Invited Talks](2) Iida, K.: “Theoretical Study on Heterogeneous Interface
under Light and Voltage Bias”, IMS-ICAT Joint
Symposium of Surface Science for Catalysis, Hokkaido
University, (2022/10/11).[Invited Talks](3) Iida, K.: “Theoretical and Computational Study on
Nanostructures under Light and Voltage Bias”, ICAT-FHI
Symposium :New Dimension of Catalytic Surface Study,
Hokkaido University (2022/9/16).
受賞(1) 飯田健二：「光や電圧に対するナノ界面の応答機構の解明」《2022 年度日本化学会北海道支部奨励賞》

年報2022・研究室編●

生体分子標識触媒研究クラスター/
Research Cluster for Catalytic Labeling of
Biomolecules■2022年度の構成員

護基を付けることで触媒活性を制御し，光照射により系内で活性化できる光駆動触媒を開発した（Fig. 2）．反応の時空間制御には触媒的光化学反応が有効であり，本触媒系においても時間制御性および空間制御性をそれぞれ実証した．

〈リーダー/准教授〉浅野圭佑［2022/07/01～］・〈学外研
究協力教員/産業技術総合研究所〉生長幸之助［2022/07/01～］
・〈学外研究協力教員/大阪大学〉真鍋良幸［2022/07/01～］
・〈学外研究協力教員/九州大学〉堀雄一郎［2022/07/01～］
・〈学外研究協力教員/京都大学〉上田善弘［2022/07/01～］■2022年度のうごき
上記5名が本クラスターに参画した．

■研究課題
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．これ
らの目標を達成するために，その基盤になる有機触媒，光触媒，反応剤などの化学反応ツールの開発と，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の創出を並行して推進している．
2022年度のトピック： 炭素–炭素不飽和結合（アルケン）が持つ軟らかい反応性を利用した有機触媒を開発し，臭素化反応を利用した標識法の開発を進めている（Fig. 1）．臭素基は質量分析において特徴的なシグナルを与えることから複雑な生体分子系の解析に有効な標識タグになるが，生体適合条件においてタンパク質などの臭素化を時空間制御する反応技術が欠如していた．そこで2022年度は，これを可能にする有機触媒，標識反応，および反応剤の開発に取り組んだ．

Fig. 2. 光駆動二官能性シクロオクテン触媒.
（2）二官能性シクロオクテン触媒によるチロシン修飾《学会発表1–3》．
シクロオクテン触媒をタンパク質の修飾に利用するために，チロシン側鎖をターゲットに設定し，芳香族臭素化反応を開発した（Fig. 3）．ここでも二官能性シクロオクテン触媒が高い活性を示し，Fig. 2 の光駆動触媒による光化
学的チロシン臭素化反応も実現した．

Fig. 3. 二官能性シクロオクテン触媒によるチロシン誘導体の臭素化反応.
（3）生体適合条件で利用できる臭素化剤BODN《学会発表1・受賞2》．
N-ブロモアセトアミド（NBA）などの既存の臭素化剤は反応性が高く，生体分子の反応において望ましい 37 °C ではバックグラウンド反応が問題になり，触媒による反応制
御ができなかった．このように生体適合性の高い臭素化剤の欠如は臭素化標識技術の開発を妨げるボトルネックになっていた．そこで生体適合条件でも安定でバックグラウ
ンド反応を起こさず，一方で二官能性シクロオクテン触媒

Fig. 1. アルケンの有機触媒機能に基づく生体分子臭素化
標識反応.
（1）光により系内で活性化できる二官能性シクロオクテ
ン触媒《学会発表1–3》．
トランスシクロオクテン（TCO）誘導体がハロラクトン化反応の高活性触媒になることは既に見つけていたが，今回さらに，置換基に p-ヒドロキシベンジル基を付けること
で触媒活性が劇的に向上することを見いだした．また，この置換基効果は入手容易かつ安定で取り扱いが容易なシスシクロオクテン（CCO）誘導体にも高い触媒活性を与えた．さらに，この二官能性シクロオクテン触媒のヒドロキシ基が活性に大きく影響する特徴を活かして，光分解性保年報2022・研究室編●

Fig. 4. BODNによるチロシン臭素化反応.
の存在下では速やかに活性化できる臭素化剤 1-bromo-2oxo-1,2-dihydronaphthalene-1-carboxylate（BODN）を開発した（Fig. 4）．本反応剤は 37 °C で利用可能なうえに，アミ61

ンやアルコールなどの官能基を側鎖に持つ様々なアミノ酸やペプチドと共存でき，また，水系溶媒や酸性条件でも利用できた．
2022 年度に開発した上記の化学反応ツールは，今後，細胞系で標識反応を実現するためにクリアすべき多くの課題を解決した．

■2022年度の研究業績
総説/解説/報告(1) Asano, K.; Matsubara, S. Organocatalytic Access to
Tetrasubstituted Chiral Carbons Integrating Functional Groups.
Chem. Rec. Early View, e202200200.
(2) 生長幸之助, 浅野圭佑, 上田善弘, 有機触媒探索からの計画的セレンディピティ. 医学のあゆみ 2022, 282,
23261–23263.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) 浅野圭佑：「有機触媒に特有の速度論を活かした精密

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有機合成反応」，第440回触媒科学研究所コロキウム，北海道大学（2022/07/22）.［招待講演］(2) 浅野圭佑：「有機触媒の速度論を活かした反応制御」，
第5回有機化学学生ウェビナー，オンライン（2022/09/04）.
［招待講演］(3) 浅野圭佑：「オレフィンを利用した二官能性有機触媒 」， 第 15 回 有 機 触 媒 シ ン ポ ジ ウ ム ， 名 古 屋 大 学（2022/11/30）.［招待講演］
受賞(1) 村田竜一：第34回万有札幌シンポジウム（2022/10/08）《Best Discussion賞》(2) 吉田楽人：「生体適合化学反応を指向した臭素化剤の開発」，北海道大学大学院薬学研究院令和4年度有機系合同セミナー（2022/11/01）.《優秀発表賞》

年報2022・研究室編●

データ駆動型触媒研究クラスター/
Research Cluster of Data-Driven Catalyst
Developments■2022年度の構成員〈リーダー/助教〉鳥屋尾隆［2022/08/01～］
・〈学外研究協力教員/Delft University of Technology（オランダ）〉浦川篤［2022/08/01～］・〈学外研究協力教員/Paul Scherrer
Institut（スイス）〉Davide FERRI［2022/08/01～］
・〈学外
研究協力教員/理化学研究所〉瀧川一学［2022/08/01～］
・〈学外研究協力教員/神奈川大学〉石川理史［2022/08/01～ ］・〈 学 外 研 究 協 力 教 員 / 慶 應 義 塾 大 学 〉 豊 島 遼［2022/08/01～］■2022年度のうごき
2022年7月より本クラスター研究を開始した．上記の5名が立ち上げメンバーとしてクラスター研究に参画した．

■研究課題
触媒をはじめとする材料科学研究は未だ「絨毯爆撃的なスクリーニング」から脱却できていない．研究者はこれまで，大量の実験データ・文献知・経験知を統合して，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．人知に基づく研究は限界を迎えており，データ科学の先進技術を導入して材料科学研究の在り方を刷新することが求められている．
本クラスター研究では，実験・理論・データ科学を融合した新しい触媒研究の方法論を確立することを目指す．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，開発した新規触媒を単なる1成功例に終わらせることなく，その高性能要因を抽出し一般化することで，さらなる高活性触媒開発の礎とする．
2022年度のトピック：（1） 外挿的探索が可能な機械学習手法の開発《論文1》．
ルールとゴールが明確な“最適化研究”においては，機械学習を中心とした人工知能(AI)技術は圧倒的な力を発揮し，化学・材料分野においてもすでに成功例が出始めている．一方，真に革新的な材料・触媒の開発は未だ達成されていない．革新的な材料・触媒の発見は今までのデータ中に無い元素，もしくは使用頻度の極めて少ない元素の活用から生まれるものであるが，従来型の AI 技術ではデータの中に含まれていない情報は提案できないためである．
つまり，AI が提案する触媒候補元素は既出のものとなり(内挿的提案)，未探索の元素を提案(外挿的提案)することはない．
本研究では，この外挿的提案を実現する機械学習手法を考案，開発した．本手法では，触媒構成元素そのものを学習に使うのではなく，その特徴量(原子半径，電気陰性度，イオン化エネルギー等)と構成比の積を予測記述子(Elemental Descriptor)として利用する．Elemental Descriptor
から触媒組成を復元するアルゴリズムと合わせることで，元々のデータセットに含まれている元素に縛られることなく有望な触媒候補元素を提案することが可能である．文
献データを元に構築したメタン酸化カップリング(Oxidative Coupling of Methane: OCM)反応や水性ガスシフト(Water Gas Shift: WGS)反応の文献データセットに対して開発手法を適用し，既存研究の延長線上にはない触媒の提年報2022・研究室編●案を行った．組成情報を直接利用しない本手法は，化学・材料科学分野で頻繁にみられるデータの偏りを有した小
データセットに対しても有効に働くこともわかっている．
物質の機能は，究極的にはその電子状態に支配されるため，
組成情報の代わりに元素特徴量のみを利用する本手法は妥当な手法であるが，新しい元素を含んだ新触媒/新物質の探索に使われた例は無かった．
（2） 外挿的探索が可能な機械学習手法によるCO2変換触媒開発《論文2》
手法開発だけでなく，外挿的探索が可能な本機械学習手法を用いた実触媒の探索も行った．具体的には，CO2水素化反応の1つである逆水性ガスシフト(Reverse Water Gas
Shift: RWGS; CO2+H2→CO+H2O)反応に対して，同氏が独自に見出していた世界最高性能を示す触媒を凌ぐ触媒を発見した．45点の初期データセットから，機械学習予測+
実験のサイクルを44回繰り返すことにより，合計300件の触媒の活性を評価した(Fig. 1)．その結果250 ℃以下での既
報 RWGS 触 媒 と し て 最 も 高 い CO 生 成 速 度 を 示 すPt(3)/Mo(10)/TiO2 (数値単位はwt%)よりも高い活性を示す
触 媒 を 100 件 以 上 見 出 し た ． 現 状 の 最 高 活 性 触 媒(Pt(3)/Rb(1)-Ba(1)-Mo(0.6)-Nb(0.2)/TiO2)には，初期データ
セットには含まれていなかった元素(Nb)も使用されていた．これは，開発した手法が外挿的探索を効率よく行える画期的な機械学習モデルであることを端的に示している．

Fig. 1. 機械学習を利用したRWGS触媒の開発.

Fig. 2. RWGS触媒の活性(CO生成速度)を予測するために重要な記述子のランキング.
機械学習予測はしばしばブラックボックスと見られるが，開発したモデルは，対象系における性能制御因子(記述子)の重要度を半定量的に可視化することができ，機構63解明にも大きな役割を果たす．RWGS反応においては，周期表における族番号，電気陰性度，密度等の元素特徴量が重要であることが見いだされ(Fig. 2)，触媒の作用機構解明
および設計指針確立につながった．

■2022年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Mine, S.; Jing, Y.; Mukaiyama, T.; Takao, M.; Maeno, Z.;
Takigawa. I.; Shimizu, K.; Toyao, T. Machine Learning
Analysis of Literature Data on the Water Gas Shift Reaction
Toward Extrapolative Prediction of Novel Catalysts, Chemisty
Letters 2022, 51, 269–273.
(2) Wang, G.; Mine, S.; Chen, D.; Jing, Y.; Ting, K. W.;
Yamaguchi, T.; Takao, T.; Maeno, Z.; Takigawa, I.; Matsushita,
K.; Shimizu, K.; Toyao, T. Accelerated Discovery of MultiElemental Reverse Water-Gas Shift Catalysts Using
Extrapolative Machine Learning Approach. ChemRxiv, 2022,
10.26434/chemrxiv-2022-w9fjz.
(3) Jing, Y.; Taketoshi, K.; Zhang, N.; He, C.; Toyao, T.; Maeno,Z.; Ohori, T.; Ishikawa, N.; Shimizu, K. Catalytic
Decomposition of N2O in the Presence of O2 through Redox of
Rh Oxide in a RhOx/ZrO2 Catalyst. ACS Catalysis, 2022, 12,6325–6333(4) Ishikawa, S.; Ikeda, T.; Koutani, M.; Yasumura, S.;
Amakawa, K.; Shimoda, K.; Jing, Y.; Toyao, T.; Sadakane, M.;
Shimizu, K.; Ueda, W. Oxidation Catalysis over Solid-State
Keggin-Type Phosphomolybdic Acid with Oxygen Defects.
Journal of the American Chemical Society, 2022, 144, 7693–
7708.
(5) Mine, S.; Ting, K. W.; Li, L.; Hinuma, Y.; Maeno, Z.; Siddiki,
S. M. A. H.; Toyao, T.; Shimizu, K. Experimental andTheoretical Investigation of Metal–Support Interactions in
Metal-Oxide-Supported Rhenium Materials. The Journal of
Physical Chemistry C, 2022, 126, 4472–4482.
(6) Ting, K. W.; Mine, S.; El Fakir, A.; Du, P.; Li, L.; Siddiki, S.
M. A. H.; Toyao, T.; Shimizu, K. The Reducibility andOxidation States of Oxide-Supported Rhenium: Experimental
and Theoretical Investigations. Phys. Chem. Chem. Phys, 2022,
24, 28621–28631.
(7) Jing, Y.; Wang, G.; Mine, S.; Kawai, J.; Toyoshima, R.;
Kondoh, H.; Zhang, X.; Nagaoka, S.; Shimizu, K.; Toyao.
Promoting Effect of Basic Metal Additives on DeNOx

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Reactions over Pt-Based Three-Way Catalysts. Journal of
Catalysis, 2022, 416, 209–221.
総説/解説/報告(1) Mine, S.; Hinuma, Y.; Toyao, T.; Shimizu. Understanding
and Controlling the Formation of Surface Anion Vacancies for
Catalytic Applications. Catalysis Science & Technology, 2022,
12, 2398–2410.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) 鳥屋尾隆：「データサイエンス・デジタル技術の進展と固体触媒開発」，光機能材料研究会第 87 回講演会 「データサイエンス・デジタル技術と触媒・機能材料研究開発」，
オンライン開催，（2022/06/08）. [Invited](2) 鳥屋尾隆：「データ科学駆動型固体触媒研究」，データ
駆動型AIセミナー，長野，（2022/07/15）. [Invited](3) 鳥屋尾隆：「固体触媒を用いた二酸化炭素水素化による低温メタノール合成」，2022 年度触媒学会「水素の製造と利用に関するシンポジウム」，オンライン開催，（2022/11/09）. [Invited](4) Toyao, T.: “Accelerated discovery of heterogeneous catalysts
using extrapolative machine learning approach” The 5thInternational
Conferenceon
Nanospace
Materials(ICNM2022) (Thailand) （2022/12/14）. [Invited](5) 鳥屋尾隆：「データ科学を利用した新触媒設計」，令和
４年度日本表面真空学会東北・北海道支部学術講演会，
オンライン開催，（2023/03/06）. [Invited](6) 鳥屋尾隆：「機械学習を用いたCO2水素化触媒の開発とin situ/operando 実 験 に よ る 作 用 機 構 調 査 」，
NanospecFY2022mini，オンライン開催，（2023/03/07）.
[Invited](7) 鳥屋尾隆：「機械学習を利用した固体触媒開発」，日本
化 学 会 第 103 春 季 年 会 (2023) ， 千 葉 ，（ 2023/03/24 ） .
[Invited]
受賞(1) 鳥屋尾隆：「外挿的探索が可能な機械学習を用いたCO2
変換触媒開発」, 日本化学会（2022/3）.《日本化学会第72回進歩賞》(2) 鳥屋尾隆：北海道大学（2023/2/22）.《北海道大学教育研究総長表彰》

年報2022・研究室編●

報告・附属触媒連携研究センター
report: Catalysis Collaborative Research Center
フリッツ・ハーバー研究所ユニット/ Unitof Fritz-Haber-Institute■2022年度の構成員〈ユニット長/教授〉長谷川淳也・〈客員教授/Fritz Haber
Institute of the Max Planck Society 〉 Hans-Joachim
FREUND/Matthias SCHEFFLER・〈客員准教授/Fritz Haber
Institute of the Max Planck Society〉熊谷崇・〈教授〉朝倉清髙

■2022年度の活動内容・研究成果
本ユニットは，部局間学術交流協定を締結しているフ
リッツ・ハーバー研究所（以下，FHI）と学術交流を維持・発展させ，研究と教育に関する連携を強化することを目的として，平成28年4月1日に設置した．FHIよりHans-Joachim
FREUND博士と同じくMatthias SCHEFFLER博士(Theory
Department)を客員教授として，熊谷崇グループリーダー(Physical Chemistry Department)を客員准教授として招き，所内からは朝倉清髙教授，長谷川淳也教授が参画している．
今年度は，ICAT-FHI Symposium :New Dimension of
Catalytic Surface Studyを9月16日に開催し，FHIからBeatriz
Roldan Cuenya所長が講演した．10月11日には，Hans-Joakim
Freund博士が来所し，分子科学研究所とも共同開催でIMSICAT Joint Symposium of Surface Science for Catalysisを開催した．また，本研究所触媒理論研究部門で学位を取得した
宮崎玲博士がScheffler博士の下で博士研究員として研究を実施している．FHIとCardiff Catalysis Center（イギリス）が企画する共同研究プロジェクトにも長谷川が継続して参加している．

■来年度活動計画
コロナ禍ではあるが引き続き共同研究を行っており，教員や学生の派遣を通して人材交流を行う予定である．

学際統合物質創製化学研究推進ユニット/
Unit on Integrated Research Consortium on
Chemical Sciences■2022年度の構成員〈ユニット長/教授〉中野環・〈教授〉朝倉清髙/長谷川淳也/福岡淳/清水研一/中島清隆/浦口大輔■2022年度の活動内容・研究成果
当研究所が参画する「学際統合物質創製化学推進機構」
事業の一環として，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ことに
より先導的研究を推進し，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ることを目的として，「新反応・新触媒研究」，「マテリアル研究」，「エネルギー・資源研究」，「ケムバイオ研究」および「融合研究」の5分野で活動を行って年報2022・研究室編●

いる．
本年度の研究活動を通じて，非平衡プラズマを用いたの高効率なCO2転換触媒の開発，カニ殻から農作物の免疫力を引き出すオリゴ糖の効率的合成法の開発，Weaire-Phelan
構造を有する最初の高分子材料の開発，人工高分子の不均一な折りたたみ構造の発見等の成果を上げた．また，ユニット構成員が貢献した研究について多数の論文発表，学会発表が行われた．さらにその一部は新聞に報道された．
加えて，2022年10月には触媒科学研究所が主催して，若手
教員，研究員，学生のみによる「若手共創ワークショップ」
を若手研究者間での自律的な共同研究プロジェクトの立案について議論した．さらに，2023年2月にはオンライン
会議形式で産学連携ワークショップを開催し，また，京都大学にて成果報告会を開催し研究発表を行った．

■来年度活動計画
令和5年度には，名古屋大学にて国際シンポジウムを，九州大学にて成果報告会および産学連携ワークショップを，京都大学にて若手の会を開催する予定である．

北大触媒アライアンスユニット/ HUAlliance for Catalysis Research■2022年度の構成員〈ユニット長/教授〉長谷川淳也・〈学内研究協力教員/教授〉森春英/武次徹也/幅崎浩樹/向井紳/松永茂樹/小西克明/神谷裕一〈学内研究協力教員/准教授〉坂口紀史■2022年度の活動内容・研究成果
本ユニットは，共同利用・共同研究拠点事業を通して北海道大学の機能強化に貢献すること，北海道大学の強みである層の厚い触媒関連研究者の協力を得て，共同利用・共同研究拠点を強化することを目的としている．拠点事業は学外の研究者との共同研究を支援する事業であるため，学内の触媒研究者におけるメリットが小さい欠点があった．
そこで，北大触媒アライアンスユニットを通して，学内の触媒研究者を共同研究受入研究者として拠点活動に参画していただき，学外との共同研究を資金的にサポートできるような体制を設けた．また，このユニットの設置をとおして拠点の受入研究者のスペクトルを拡大することができるので，学外の研究者コミュニティーの選択肢が拡大
し，拠点の強化につなげることが可能である．
第４期中期計画期間における拠点活動が認定されたことに伴い，本ユニットも設置を延長し，学内の触媒関連研究者を共同研究の受入研究者として，活動を継続することとなった．今年度，工学研究院・柴山教授が退任され，後任として工学研究院・坂口准教授がメンバーとなった．本ユニットの教員から計５件の共同利用の申請があった．

■来年度活動計画
来年度も共同利用・共同研究拠点の一翼として，学外との共同研究を促進する．

65

新放射光源触媒計測科学ユニット/ Unit of
Catalyst Characterization by the New
Synchrotron Radiation■2022年度の構成員〈ユニット長/教授〉朝倉清髙・〈客員教授/東北大学〉村松淳司/西堀麻衣子/髙橋幸生・〈教授〉清水研一/福岡淳・〈准教授〉髙草木達/中島清隆/古川森也・〈助教〉鳥屋尾隆/Shrotri ABHIJIT■2022年度の活動内容・研究成果
2021年2月19日の教授会で設置が承認された．本ユニット
では，東北大学に2024年完成予定の次世代放射光源を中核的に支える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（SRIS）と協力し，触媒研究に必要な新技術を創造・実現に向けて，全国の触媒研究者連携し，活動を進めた．北大のナノテラス活用を進めるため，6月30日開
催のロバスト農工が主催した第１回北海道大学－東北大学連携による食・農領域放射光利用シンポジウムの開催を，広報活動を通じてサポートした.
触媒学会内に新しい研究会である先端放射光活用研究会を設立した．名古屋大学の唯美津木教授が代表となり，本研究ユニットの高草木達准教授が幹事として組織された．
また，共同利用・共同研究拠点 触媒科学計測共同研究拠点において，次世代放射光の触媒おける利用を見据えた課題を採用し受け入れた.

■来年度活動計画
本ユニットでは，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とともに，東北大学ですすむ次世代放射光源（ナノテラス）の建設をすすめ，触媒研究に必要な新技術やシステムの構築を目的に，全国の触媒研究者連携し，活動を進める．触媒学会の研究会とともに触媒討論会や研究会を主催し，ナノテラスの活用を議論する．また
ナノテラスに関わる共同利用共同研究活動をさらに進めて，新しいナノテラスの活用技術の開発を行う．7月にナノテラスの触媒への利活用をテーマにシンポジウムを開催することを予定しており，国内の若手研究者を招聘し議66論を行う予定である．

キャタリストインフォマティクスユニット/ Unit of Catalyst Informatic■2022年度の構成員〈ユニット長/教授〉長谷川淳也・〈教授〉清水研一・〈准教授〉髙草木達・〈助教〉鳥屋尾隆・〈客員准教授/産業技術総合研究所〉矢田陽〈学内研究協力教員/教授〉高橋啓介・〈学内研究協力教員/教授〉瀧川一学■2022年度の活動内容・研究成果
ユニット長が所外構成員と議論し，ユニットの活動の方
向性について議論した．

■来年度活動計画
キャタリストインフォマティクスに関するシンポジウムを開催し，同分野の最新動向を議論する.

アイシン-北大R＆Dラボ ユニット/ AISINHOKUDAI R＆D Lab. UNIT
■2022年度の構成員〈ユニット長/教授〉福岡淳・〈教授〉清水研一/中島清隆・〈助教〉鳥屋尾隆/Shrotri ABHIJIT・〈招へい教員〉高野一史/榎原真二■2022年度の活動内容・研究成果
2023年1月から3月まではユニットの立ち上げを行った．
さらに，バイオマス変換など実際の触媒反応を行い，生成物を検討した．

■来年度活動計画
カーボンニュートラルを目的とした研究テーマの創出及び産業化を推進する．

年報2022・研究室編●

報告・研究支援技術部
report: Technical Division
本研究所の技術職員の組織化については，同職員の能力・資質等の向上と処遇の改善を図るとともに，優れた人材を確保することを目的として，平成3年4月1日に設置された．

■2022年度の構成員〈部長〉清水研一・〈班長〉石川勝久
第一研究機器開発班 〈技術主任〉長谷川貴彦
第二研究機器開発班 〈技術主任〉川村裕介・〈技術職員〉向井慎吾
研究機器管理班 〈技術主任〉山岸太平・■第一・第二研究機器開発班
第一および第二研究機器開発班では，それぞれガラスおよび金属工作業務を行っている．

■触媒科学研究所技術部講習会
触媒科学研究所技術部講習会は，各研究室のみなさんに
工作機械・ガラス製品・研究機器の取り扱い方などを知ってもらい，安全に研究していただくことを目的として開催している．
主な内容としては，（1）技術部の仕事内容と製品の注文，修理依頼に関する説明，（2）実験する際のガラス・金属製品の取り扱いについて，（3）ガラス・金属工作室の説明と実習（4）技術部管理装置の説明（5）応急処置である．
講習を始めてから機械・ガラスの修理の数は減少したた
め，継続することで実験による事故も減り,研究環境の向上にもつながっている．

※2019年度の技術部講習会写真■研究機器管理班
研究機器管理班では，触媒科学研究所が保有する各種の研究機器の管理を行っている．

■一般公開
一般市民向けにガラス工作がどのように研究に役立っているかを毎年工作体験を通し，紹介している．

年報2022・研究室編●※2019年度の一般公開写真■掲載誌及び掲載論文(1) Huang, M. W.; Maeno, Z.; Toyao, T.; Shimizu, K. I. Ga
speciation and ethane dehydrogenation catalysis of Ga-CHA
and MOR: Comparative investigation with Ga-MFI. Catal.
Today 2023, 411.
(2) Ishii, Y.; Suzuki, H.; Ogawa, K.; Tomita, O.; Saeki, A.; Abe,R. Improved water oxidation activity of a Sillen SrBi3O4Cl3
photocatalyst by flux method with an appropriate binarycomponent molten salt. Sustainable Energy & Fuels 2022, 13 ,3263-3270.
(3) Kato, M.; Sano, R.; Yoshida, N.; Iwafuji, M.; Nishiyama, Y.;
Oka, S.; Shinzawa-Itoh, K.; Nishida, Y.; Shintani, Y.; Yagi, I.
Effects of Interfacial Interactions on Electrocatalytic Activityof Cytochrome c Oxidase in Biomimetic Lipid Membranes onGold Electrodes. J. Phys. Chem. Lett. 2022, 39, 9165-9170.
(4) Li, L. C.; Wu, Z. Y.; Miyazaki, S.; Toyao, T.; Maeno, Z.;
Shimizu, K. Continuous CO2 capture and methanation overNi-Ca/Al2O3 dual functional materials. RSC Adv. 2023, 4,2213-2219.
(5) Liu, C.; Yasumura, S.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K. I.
Mechanism of Standard NH3-SCR over Cu-CHA via NO+ and
HONO Intermediates. J. Phys. Chem. C 2022, 28, 1159411601.
(6) Miyazaki, S.; Li, Z. R.; Maeno, Z.; Toyao, T.; Ito, M.;
Nakajima, Y.; Shimizu, K. Operando Ce K-edge XANESStudy of Low-loading Ni/CeO2 in Chemical Looping Dry
Reforming of Methane. Chem. Lett. 2022, 9, 914-918.
(7) Pakkang, N.; Suzuki, S.; Shigetomi, K.; Uraki, Y. Assemblyof electric double-layer capacitors with hardwood kraft ligninbased electrodes and separator together with ionic liquid
electrolyte. Holzforschung 2023, 2, 119-126.
(8) Qian, Y. C.; Yasumura, S.; Mine, S.; Toyao, T.; Shimizu, K.
Low-temperature NOx capture and reduction via NO oxidation
by O-3 on Cu-CHA. Appl. Catal., A 2023, 655.
(9) Sarker, A. C.; Kato, M.; Yagi, I. Electrocatalytic nitrate andnitrous oxide reduction at interfaces between Pt-Pd
nanoparticles and fluorine-doped tin oxide. Electrochim. Acta
2022, 425.
(10) Touchy, A. S.; Rashed, M. N.; Huang, M. W.; Toyao, T.;
Shimizu, K. I.; Siddiki, S. Lewis Acid Promoted Sustainable
Transformation of Triglycerides to Fatty Acids Using a WaterTolerant Nb2O5 Catalyst. ACS Sustainable Chem. Eng. 2022,
36, 11791-11799.
(11) Wang, G.; Jing, Y.; Ting, K. W.; Maeno, Z.; Zhang, X. R.;

67

Nagaoka, S.; Shimizu, K. I.; Toyao, T. Effect of oxygen storage
materials on the performance of Pt-based three-way catalysts.
Catal. Sci. Technol. 2022, 11, 3534-3548.
(12) Wang, Q. Y.; Song, Z. Y.; Bando, M.; Harada, T.; Imai, Y.;
Toda, H.; Naga, N.; Nakano, T. Optically Active
Poly(benzene-1,4-diyl)s with Random and Alternating
Copolymer Sequences Composed of Chiral and Achiral, Bulky
Monomeric Units: A Systematic Study on Side-Chain
Bulkiness Effects on Ground-State and Excited-State
Chiroptical Properties and Chiral Recognition Ability.
Macromolecules 2022.
(13) Wu, P. F.; Pietropaolo, A.; Fortino, M.; Shimoda, S.; Maeda,
K.; Nishimura, T.; Bando, M.; Naga, N.; Nakano, T. Nonuniform Self-folding of Helical Poly(fluorenevinylene)
Derivatives in the Solid State Leading to Amplified Circular

68

Dichroism and Circularly Polarized Light Emission. Angew.
Chem., Int. Ed. 2022, 43.
(14) Yamaguchi, A.; Akamatsu, N.; Saegusa, S.; Nakamura, R.;
Utsumi, Y.; Kato, M.; Yagi, I.; Ishihara, T.; Oura, M. In situ
fluorescence yield soft X-ray absorption spectroscopy ofelectrochemical nickel deposition processes with and without
ethylene glycol. RSC Adv. 2022, 17, 10425-10430.
(15) Yasumura, S.; Qian, Y. C.; Kato, T.; Mine, S.; Toyao, T.;
Maeno, Z.; Shimizu, K. I. In Situ/Operando Spectroscopic
Studies on the NH3-SCR Mechanism over Fe-Zeolites. ACS
Catal. 2022.
(16) Yasumura, S.; Qian, Y. C.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu,
K. I. In Situ Spectroscopic Studies of the Redox Catalytic
Cycle in NH3- SCR over Chromium-Exchanged Zeolites. J.
Phys. Chem. C 2022, 27, 11082-11090.

年報2022・研究室編●

その他の業績
activities of ICAT
■論文
退職された先生方等で本研究所所属として出版された論
文(1) Amalia, F. R.; Takashima, M.; Ohtani, B. Are you still usingorganic dyes? Colorimetric formaldehyde analysis for true
photocatalytic-activity evaluation. Chem. Commun. 2022, 58,
11721-11724.
(2) Du, B. Y.; Bai, Y. T.; Pan, Z.; Xu, J. Y.; Wang, Q. Y.; Lyu, G.
J.; Wang, X.; Zhou, J. H. Depolymerization of corn cobs using
the CO2/lithium bromide trihydrate system for low molecularweight lignin with high antioxidant activity. Biomass
Conversion and Biorefinery 2022.
(3) Wang, G.; Zhao, S. R.; Yao, H. Y. Kinetic and thermodynamic
studies on Omim Cl/ZnCl2 catalyzed synthesis ofpolyoxymethylene dimethyl ethers. AIChE J. 2023, 69.
(4) Csoka, L.; Hosakun, W.; Kolonics, O.; Ohtani, B. Reversed
double-beam photoacoustic spectroscopic analysis ofphotoinduced change in absorption of cellulose fibres. Sci. Rep.
2022, 12.
(5) Gao, F.; Liu, A. N.; Tan, W.; Hu, B.; Gong, R. H.; Cheng, X.;
Liu, F. D.; Chen, G.; Dong, L. Boosting the catalytic
performance of single-atom catalysts by tuning surface lattice
expanding confinement. Chem. Commun. 2022, 58, 79847987.
(6) Chuaicham, C.; Sekar, K.; Balakumar, V.; Uchida, J.;

年報2022・研究室編●

Katsurao, T.; Sakabe, H.; Ohtani, B. Efficient photocatalytic
degradation of emerging ciprofloxacin under visible lightirradiation using BiOBr/carbon quantum dot/ saponite
composite. Environ. Res. 2022, 212.
(7) Liu, M. H.; Su, H.; Cheng, W. R.; Yu, F. F.; Li, Y. L.; Zhou,
W. L.; Zhang, H.; Sun, X.; Zhang, X. X.; Wei, S. Q.; et al.
Synergetic Dual-Ion Centers Boosting Metal Organic
Framework Alloy Catalysts toward Efficient Two Electron
Oxygen Reduction. Small 2022, 18.
(8) Zhang, L.; Chuaicham, C.; Balakumar, V.; Sekar, K.; Ohtani,B.; Sasaki, K. Determination of the roles of Fe-III in theinterface between titanium dioxide and montmorillonite in FeIII-doped montmorillonite/titanium dioxide composites as
photocatalysts. Appl. Clay Sci. 2022, 227.

■著書
退職された先生方等で本研究所所属として出版された論
文(1) Ohtani, B.; Akanda, A. M.; Amalia, R. F.; Takashima, M.
Fundamentals and Concepts of Photocatalytic Hydrogen
Evolution. in Alberto Puga (Ed.) Photocatalytic Hydrogen
Production for Sustainable Energy. Wiley-VCH.

69

個人データ
個人データ
教員の50音順．着任時の職名が現在のものとことなる場合にはそれが表示されている．

朝倉清髙
あさくらきよたか
Kiyotaka ASAKURA
職名：教授
着任：1999年4月1日
部門/クラスター/附属触媒連携研究センター：触媒表面研
究部門/触媒研究基盤開発クラスター・機能性合金触媒研
究クラスター/フリッツ・ハーバー研究所ユニット・統合物
質創製化学研究推進ユニット・新放射光源触媒計測科学ユニット
担当大学院（学部）：工学院（工学部）
研究室：創成科学研究棟02 312-2
電話：011-706-9113・ファクシミリ：011-706-9113・電子メール：askr@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：物理化学/固体の表面構造/界面化学/機能物質化
学/反応速度論と触媒/薄膜・表面界面物性/計測工学/ナノ構造科学/環境関連化学/量子ビーム
研究課題：燃料電池触媒（2007-）/遷移金属ー典型元素化
合物表面の化学と物理（2000-）/顕微法による実空間実時
間表面観察（1999-2020）/高速 XAFS による活性表面の構造と設計と顕微法による実空間実時間表面観察（1999-）/XAFS データベースの構築（2018-）/多元素共鳴ラマン（2018-）
研究キーワード：表面化学/反応化学/構造化学/XAFS 分光学/光電子顕微鏡/表面顕微分光/酸化物表面/触媒表面科学/
脱硫触媒/燃料電池/MARX-RAMAN/CTS・MRMC/Uniform
Prior Probabilty/TF
学歴：1981 年 3 月東京大学理学部化学科卒業/1983 年 3 月
東京大学理学系研究科化学専攻修士課程修了/1984 年 9 月
東京大学理学系研究科化学専攻博士課程中退
学位：1983 年 3 月理学修士（東京大学）/1987 年 9 月理学博士（東京大学）「EXAFS Studies on the Local Structures ofMetal Dispersed in Polyacetylene and Attached Metal Catalysts」
職歴：1984 年 10 月東京大学助手（理学部化学科）/1992 年
10 月東京大学講師（理学部化学教室）/1994 年 6 月東京大学助教授（理学部スペクトル化学研究センター）/1999 年
4 月北海道大学教授（触媒化学研究センター触媒表面化学
部門表面活性構造物性分野）/2015 年 10 月北海道大学触媒科学研究所教授（触媒表面研究部門）/2014 年 4 月触媒化学センター長/2015 年 10 月-2018 年 3 月触媒科学研究所長
在外研究歴：1991 年 10 月-1991 年 10 月に学振日米協力米
国 Delaware 大 学 に 短 期 派 遣 （ Japan-US cooperative
Fellowship of JSPS）/1993 年 3 月-1994 年 4 月 Fritz-Habor
Institute der Max Planck Gezellschaft（AvH Research Fellow）/1997 年 1 月-1997 年 2 月米国 UC Davis（共同研究）
所属学会: 日本化学会/日本表面真空学会/日本 XAFS 研究
会/触媒学会/日本放射光学会/PF―UA/応用物理学会/日本

70

personal data
化 学 会 界 面 及 び コ ロ イ ド部会 / 日 本 物 理 学 会 /American
Chemical Society/Royal Society of Chemistry （FELLOW）/International XAFS Society（IXAS）
学会活動：PF 懇談会運営委員会委員（1997-2003）/第 2 回
XAFS 討論会プログラム委員（1999）/XAFS XI executive
committee（1999-2000）/XAFS XI Program committee member（1999-2000）/触媒学会討論会委員（2000-2001，2012-2013）/日本化学会編集委員（2000-2002）/XAFS 研究会幹事（20012003）/日本表面科学会評議員（2001-2004）/日本化学会北海道支部幹事（2003-2005）/日本表面科学会理事（2003-2006）/日本化学会幹事（2003-2006）/日本放射光学会幹事（20032006）/IUCr XAFS commission（2004-2010）/日本表面科学
学会放射光表面科学研究部会幹事（2005-2012）/日本表面科学会学会誌編集委員（2006）/日本表面科学学会東北・北海道支部企画幹事（2006）/日本 XAFS 研究会幹事（2006）/触媒学会学術委員（2006-2008）/触媒学会企画・教育委員会（2009-2013）/日本表面科学学会東北・北海道支部幹事（2007-2012）/触媒学会代議員（2007-2011，2014-2016）/
触媒学会 北海道支 部幹事 （ 2008-2009 ）/IXAS executive
committee（2009-2015）/日本 XAFS 研究会会長（2009-2014）/PF 懇談会会長（2010-2012）/日本表面科学会触媒表面科学研究部会部会長（2011-2012）/触媒学会教育委員（2011-2014）/PF-UA 運営委員（2012-）/SPRUC 評議員（2012-）/ISHHC16 Conference Secretary（2012-2013）/PF-UA 庶務幹事（20122015）/日本表面科学学会東北・北海道支部副支部長（20132014）/日本表面科学学会放射光表面科学研究部会部会長（2013-2016）/日本表面科学学会東北・北海道支部支部長（2015-2016）/日本表面科学学会副会長（2015-2016）/PFUA 戦略・将来計画担当幹事（2015-2018）/日本放射光学会
評議員（2016-2017,2019）/Royal Chemical Soceity PCCP 編
集委員 2016-）/FRSC（2018-）/International XAFS Society vicepresident（2018-2022）/触媒学会北海道支部会長（2018-2020）/日本放射光学会会長（2019-2021）/ 触媒学会副会長（2020）/IVC2022 Vice Chair（2020-2022） /触媒学会会長（2021-2022）/IXAS 会長（2022-）
主要な研究業績：(1) Kido, D.; Uemura, Y.; Wakisaka, Y.;
Koide, A.; Uehara, H.; Niwa, Y.; Nozawa, S.; Ichiyanagi, K.;
Fukaya, R.; Adachi, S.-I.; Sato, T.; Jenkins, H.; Yokoyama, T.;
Takakusagi, S.; Hasegawa, J.-Y.; Asakura, K. Metastable
Structure of Photoexcited WO3 Determined by the Pump-Probe
Extended X-Ray Absorption Fine Structure Spectroscopy andConstrained Thorough Search Analysis. Chem. Lett. 2022, 51,
1083-1086. (2) Hu, B.; Bharate, B.; Jimenez, J. D.; Lauterbach,J.; Todoroki, N.; Wadayama, T.; Higashi, K.; Uruga, T.; Iwasawa,
Y.; Ariga-Miwa, H.; Takakusagi, S.; Asakura, K. Abnormal
Metal Bond Distances in Ptau Alloy Nanoparticles: In Situ BackIllumination Xafs Investigations of the Structure of Ptau
Nanoparticles on a Flat Hopg Substrate Prepared by Arc Plasma
Deposition. J. Phys. Chem. C 2022, 126, 1006-1016. (3)Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Yuan, Q.; Kido, D.; Wada, T.; Uo, M.;
Uemura, Y.; Yokoyama, T.; Kamei, Y.; Kuroda, S.; Ohira, A.;
Takakusagi, S.; Asakura, K. Extracting the Local Electronic
States of Pt Polycrystalline Films Surface under Electrochemical
Conditions Using Polarization-Dependent Total Reflection
Fluorescence X-Ray Absorption near Edge Structure
Spectroscopy. Electronic Structure 2021, 2, 044003. (4) Feiten,
F. E.; Takahashi, S.; Sekizawa, O.; Wakisaka, Y.; Sakata, T.;
Todoroki, N.; Uruga, T.; Wadayama, T.; Iwasawa, Y.; Asakura,
K. Model building analysis – a novel method for statisticalevaluation of Pt L3-edge EXAFS data to unravel the structure of

年報2021研究室編●年報2022・個人編●

Pt-alloy nanoparticles for the oxygen reduction reaction on
highly oriented pyrolytic graphite. Phys. Chem. Chem. Phys.
2020, 22, 18815-18823. (5) Kido, D.; Asakura, K. Problems in
EXAFS analysis and its future prospects. Acc. Mater. Surf. Res.
2020, 5, 148-170.
学術関係の受賞：触媒学会奨励賞「in-situ EXAFS法による触媒活性表面の動的解析」（1993/04）・日本化学会BCSJ賞「In Situ Time-Resolved Energy-Dispersive XAFS Study on the
Reduction Processes of Cu-ZSM-5 Catalysis」（2001/09）
・平成
26年度（第19回）日本表面科学会学会賞「最先端X線吸収分光手法の開発と触媒ナノ物質の学理の探求」（2015/03）
・
日 本 化 学 会 BCSJ 賞 「 Investigation of the Cleanliness ofTransferred Graphene: The First Step toward Its Application asa Window Material for Electron Microscopy and Spectroscopy」（2015/08）
・平成27年度北海道発明協会北海道発明協会会
長賞「表面の電子状態を観察する特殊な顕微鏡」（2015/10）・平成27年度 触媒学会学会賞（学術部門）「Operando XAFS法による触媒構造のその場観察と触媒作用機構に関する研究」（2016/03）
・令和2年度 日本化学会
学術賞「in situ XAFS による動的触媒表面解析の確立」（2021/03）

浅野圭佑
あさのけいすけ
Keisuke ASANO
職名：准教授着任：2022年5月1日
部門/クラスター/附属触媒連携研究センター：分子触媒研
究部門/生体分子標識触媒研究クラスター
担当大学院（学部）：生命科学院（薬学部）
研究室：創成科学研究棟05 312-1
電話：011-706-9151・電子メール：asano@cat.hokudai.ac.jp

所属学会：日本化学会/有機合成化学協会/近畿化学協会/ヨウ素学会
主要な研究業績：(1) Nagano, T.; Matsumoto, A.; Yoshizaki,R.; Asano, K.; Matsubara, S. Non-enzymatic catalytic
asymmetric cyanation of acylsilanes. Commun. Chem. 2022, 5,
45. (2) Einaru, S.; Shitamichi, K.; Nagano, T.; Matsumoto, A.;
Asano,
K.;
Matsubara,S.
trans-CyclooctenesasHalolactonization Catalysts. Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57,
13863–13867. (3) Yoneda, N.; Fujii, Y.; Matsumoto, A.; Asano,K.;
Matsubara,S.
Organocatalytic
enantioand
diastereoselective cycloetherification via dynamic kinetic
resolution of chiral cyanohydrins. Nat. Commun. 2017, 8, 1397.
(4) Miyaji, R.; Asano, K.; Matsubara, S. J. Am. Chem. Soc. 2015,
137, 6766−6769. (5) Fukata, Y.; Asano, K.; Matsubara, S. Facile
Net
Cycloaddition ApproachtoOptically Active
1,5-Benzothiazepines. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 5320−5323.
学 術 関 係 の 受 賞 ： The 5th ChemComm International
Symposium, The ChemComm Poster Prize 「 Asymmetric
Syntheses of Heterocycles via Cyclization with Bifunctional
Organocatalysts」（2011/05）
・日本化学会第92春季年会学生
講演賞「二官能性有機分子触媒による環化を利用した不斉複素環合成反応」（2012/04）
・第30回井上研究奨励賞「非共有結合性相互作用を活用した有機分子触媒反応に関する研究」（2014/02）・有機合成化学協会エーザイ研究企画賞「面不斉有機オレフィン触媒の創製」（2014/12）
・第29回日本化学会若い世代の特別講演「有機触媒による多点活性化が拓く多彩な不斉複素環合成」（2015/03）
・第39回内藤コン
ファレンスポスター賞「Facile cycloaddition approach to
optically active 1,5-benzothiazepines」（2015/07）
・第68回日本
化学会進歩賞「有機触媒を利用した分子配座の多点認識に基づく不斉合成反応」（2019/03）
・Thieme Chemistry Journals
Award 2020（2020/01）
・第12回井上リサーチアウォード「高速反応の触媒的不斉誘導技術に基づくハロゲン基置換炭素環骨格構築法の開発」（2020/02）
・第10回新化学技術研究
奨励賞「減速型触媒による触媒的不斉反応スペースの拡張」（2021/06）

飯田健二
研究分野：有機化学/合成化学/反応化学/分子触媒化学/有機分子触媒/光触媒/選択的分子変換/ケミカルバイオロジー
研究課題：生体分子の合成および観察・操作を実現する分子触媒技術の開発
研究キーワード：有機化学/触媒化学/二官能性触媒/不斉合
成/生体分子プローブ
学歴：2007年3月京都大学工学部工業化学科卒業/2009年3月京都大学大学院工学研究科材料化学専攻博士前期課程修了/2012年3月京都大学大学院工学研究科材料化学専攻
博士後期課程修了
学位：2009年3月修士（工学）（京都大学）/2012年3月博士（工学）（京都大学）「非共有結合性相互作用を活用した有機分子触媒反応に関する研究」
職歴：2008年5–7月BASF海外インターンシップ（独，Ludwigshafen本社）/2010年4月日本学術振興会特別研究員（DC2）/2012年4月京都大学特定助教（大学院工学研究科
合成・生物化学専攻）/2013年4月京都大学助教（大学院工学研究科材料化学専攻）/2022年5月北海道大学准教授（触媒科学研究所）
在外研究歴：2008年5月–2008年7月独国BASF（海外インターンシップ）

年報 2022・個人編●

いいだけんじKenji IIDA
職名：准教授着任：2020年1月1日
部門/クラスター：触媒理論研究部門/ナノ界面反応場研究
クラスター
研究室：創成科学研究棟05 217-C
電話：011-706-9145・ファクシミリ：011-706-9145・電子メー ル ： k-iida@cat.hokudai.ac.jp ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ ：https://www.cat.hokudai.ac.jp/hasegawa/
研究分野：理論計算化学/量子化学/触媒化学/溶液化学
研究課題：不均一な固液界面を記述するための理論計算手法の開発・光や電圧を利用する触媒反応の理論解析研究キーワード：触媒理論/超並列第一原理計算/液体統計力学/光励起電子ダイナミクス/電圧印加
学歴：2007年京都大学工学部工業化学科卒業/2009年京都大学大学院工学研究科分子工学専攻修士課程修了/2012年
京都大学大学院工学研究科分子工学専攻博士後期課程修了71

学位：2009年3月修士（工学, 京都大学）/2012年3月博士（工学, 京都大学）
職歴：2009年日本学術振興会特別研究員（DC1）/2012年分
子科学研究所理論・計算分子科学研究領域博士研究員（IMSフェロー）/2013年日本学術振興会特別研究員（PD）/同年分子科学研究所理論・計算分子科学研究領域助教/2020年北海道大学触媒科学研究所准教授（触媒理論研究部門）
所属学会：理論化学会/触媒学会/分子科学会/日本化学会
学会活動：分子研研究会「光とナノ物質の相互作用：分子科学の未来にむけて」世話人（2018）・第21回理論化学討
論会実行委員（2018）
・第15回分子科学討論会（2019）
・2021
年 電気化学秋季大会（2021）
・分子科学会広報委員（20212022）
主要な研究業績 ：(1) Iida, K. Atomic-Scale Picture of theElectric Double Layer around a Heterogeneous Solid-LiquidInterface Based on 3D-RISM-SCF Theory. J. Phys. Chem. C
2022, 126, 9466-9474. (2) Iida, K.; Noda, M. Electron Transfer
Governed by Light–Matter Interaction at Metal–Semiconductor
Interface. npj Comput. Mater. 2020, 6, 5-1-5-8. (3) Iida, K.;
Noda, M. Nobusada, K. Development of Theoretical Approachfor Describing Electronic Properties of Hetero-Interface
Systems under Applied Bias Voltage. J. Chem. Phys. 2017, 146,
084706-1–084706-10. (4) Iida, K.; Noda, M.; Nobusada, K.
Interface Electronic Properties Between a Gold Core andThiolate Ligands: Effects on an Optical Absorption Spectrum in
Au133(SPh-tBu)52. J. Phys. Chem. C, 2016, 120, 2753-2759. (5)Iida, K.; Noda, M.; Ishimura, K.; Nobusada, K. First-Principles
Computational Visualization of Localized Surface Plasmon
Resonance in Gold Nanoclusters. J. Phys. Chem. A 2014, 118,
11317-11322.
学術関係の受賞：2019年度分子科学会奨励賞・「ナノ界面
系の光や電圧に対する応答機構の解明」， 2022年度日本化学会北海道支部奨励賞・「光や電圧に対するナノ界面の応答機構の解明」.

浦口大輔
うらぐちだいすけ
Daisuke URAGUCHI
職名：教授
着任：2020年11月1日
部門/クラスター/附属触媒連携研究センター：分子触媒研
究部門/触媒研究基盤開発クラスター
担当大学院（学部）：生命科学院（薬学部）
研究室：創成科学研究棟05 311
電話：011-706-9149・電子メール：uraguchi@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：有機化学/合成化学/有機分子触媒/光触媒/選択的分子変換
研究課題：有機分子触媒（2020-）/光触媒（2020-）/
研究キーワード：有機化学/触媒化学/イオン対/不斉合成/
光化学/
学歴：1997年3月北海道大学理学部化学科卒業/1999年3月
北海道大学大学院理学研究科化学専攻博士前期課程修了/2002年3月北海道大学大学院理学研究科化学専攻博士後期課程修了
学位：1999年3月修士（理学）（北海道大学）/2002年3月博

72

士（理学）
（北海道大学）「キレート型高配位アルミニウム、ホウ素の化学：選択的有機合成への活用」
職歴：2002年4月日本学術振興会特別研究員PD（京都大学・
米インディアナ大学・東北大学）/2004年10月相模中央化学研究所/2006年5月名古屋大学助手（大学院工学研究科化学生物工学専攻）/2007年4月名古屋大学助教（大学院工学研
究科化学生物工学専攻）/2008年1月名古屋大学講師（大学
院工学研究科化学生物工学専攻）/2011年10月名古屋大学
准教授（大学院工学研究科化学生物工学専攻）/2017年4月
名古屋大学准教授（大学院工学研究科有機高分子化学専攻）/2020年11月北海道大学教授（触媒科学研究所）
在外研究歴：2000年7月-2000年9月米国MITに短期留学/2002年5月-2003年4月米国Indiana大（日本学術振興会特別研究員）
所 属 学 会 ： 日 本 化 学 会 / 有 機 合 成 化 学 協 会 /American
Chemical Society
主要な研究業績：(1) Uraguchi, D.; Kimura, Y.; Ueoka, F.; Ooi,
T. Urea as a Redox-active Directing Group under AsymmetricPhotocatalysis of Iridium-Chiral Borate Ion Pairs. J. Am. Chem.
Soc. 2020, 142, 19462-19467. (2) Uraguchi, D.; Ueoka, F.;
Tanaka, N.; Kizu, T.; Takahashi, W.; Ooi, T. A Structurally
Robust Chiral Borate Ion: Molecular Design, Synthesis, andAsymmetric Catalysis. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 1145611461. (3) Uraguchi, D.; Yamada, K.; Sato, M.; Ooi, T. CatalystDirected Guidance of Sulfur-Substituted Enediolates to
Stereoselective Carbon-Carbon Bond Formation with Aldehydes.
J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5110-5117. (4) D. Uraguchi, R.
Shibazaki, N. Tanaka, K. Yamada, K. Yoshioka, T. Ooi, CatalystEnabled Site-divergent Stereoselective Michael Reactions:
Overriding Intrinsic Reactivity of Enynyl Carbonyl Acceptors,
Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 4732-4736. (5) Uraguchi, D.;
Sasaki, H.; Kimura, Y.; Ito, T.; Ooi, T. Molecular Design,
Synthesis, and Asymmetric Catalysis of a HexacoordinatedChiral Phosphate Ion, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2765-2768.
学術関係の受賞：有機合成化学協会研究企画賞（武田薬品工業）「光学活性アンモニウムベタインの化学：触媒的分子内アシル転位を利用する四級不斉炭素構築」（2008/12）
・
日本化学会第60回進歩賞「アニオン認識型キラルオニウム塩の創製と触媒的不斉合成への応用」（2011/03）
・科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞「分子認識型キラル
有機イオン対触媒の創製と応用の研究」（2011/04）
・BanyuChemist Award （BCA 2012）「反応性イオン種の制御を志向したキラル有機イオン対触媒の創製と応用」（2012/10）
・
Lectureship Award MBLA （MBLA2013）「反応性イオン種の制御を志向したキラル有機イオン対触媒の創製と応用」（2014/02）
・Thieme Chemistry Journal Award 2014（2014/01）

大須賀遼太
おおすがりょうた
Ryota OSUGA
職名：助教
着任：2023年2月1日
部門：触媒反応研究部門
研究室：創成科学研究棟04 310-1
電話：011-706-9130
電子メール：osuga@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：https://www.cat.hokudai.ac.jp/nakajima/

年報2021研究室編●年報2022・個人編●

研究分野：触媒化学
研究課題：種々の分光法を用いた固体触媒の解析/多孔質材料の合成と触媒応用研究キーワード：固体触媒/分光法/多孔質材料
学歴：2015年3月茨城工業高等専門学校産業システムデザ
イン工学専攻修了/2017年3月東京工業大学大学院総合理
工学研究科物質電子化学専攻修士課程修了/2019年12月東京工業大学物質理工学院応用化学系応用化学コース博士課程修了
学位：2017年3月修士（理学）（東京工業大学）/2019年12月
博士（理学）（東京工業大学）「ゼオライトの触媒機能解明に向けた赤外分光法による種々の触媒特性評価」
職歴：2020年1月東京工業大学，博士研究員（化学生命科
学研究所）/2020年4月東京工業大学，特任助教（ナノ空間触媒研究ユニット）/2020年11月東北大学，助教（多元物質科学研究所）/2023年2月北海道大学，助教（触媒科学研究所）
所属学会：日本化学会/触媒学会/日本ゼオライト学会/石油学会
学会活動：触媒学会若手会委員（2020-現在）
・石油学会ジュニア・ソサイアティ 幹事（2020-現在）
・触媒学会若手会
第32回フレッシュマンゼミナール運営委員長（2021）
・Post
Symposium of TOCAT9 in Sendai, Organizing Committee（2022）
主要な研究業績：(1) Osuga, R.; Yokoi, T.; Doitomi, K.; Hirao,
H.; Kondo, N. J. Infrared Investigation of Dynamic Behavior of
Brønsted Acid Sites on Zeolites at High Temperatures. J. Phys.
Chem. C 2017, 121, 25411-25420. (2) Osuga, R.; Yokoi, T.;
Kondo, N. J. Probing the basicity of lattice oxygen on H-form
zeolites using CO2. J. Catal. 2019, 371, 291-297. (3) Osuga, R.;
Saikhantsetseg, B.; Yasuda, S.; Manabe, R.; Shima, H.;
Tsutsuminai, S.; Fukuoka, A.; Kobayashi, H.; Yokoi, T. Metal
cation-exchanged zeolites with the location, state, and size ofmetal species controlled. Chem. Commun. 2020, 56, 5913-5916.
(4) Osuga, R.; Takeuchi, T.; Sawada, M.; Kunitake, Y.;
Matsumoto, T.; Yasuda, S.; Onozuka, H.; Tsutsuminai, S.;
Kondo, N. J.; Gies, H.; Yokoi, T. Fabrication of AEI-type
aluminosilicate catalyst with sheet-like morphology for directconversion of propene to butenes. Catal. Sci. Technol. 2021, 11,5839-5848. (5) Osuga, R.; Yabushita, M.; Matsumoto, T.;
Sawada, M.; Yokoi, T.; Kanie, K.; Muramatsu, A. Fluoride-freesynthesis of high-silica CHA-type aluminosilicates by seedassisted aging treatment for starting gel. Chem. Commun. 2022,
58, 11583-11586
学術関係の受賞：ゼオライト学会，第33回研究発表会 若手優秀講演賞「プロトン型ゼオライトの格子酸素の塩基性と触媒反応との関わり」（2017/12）
・Taiwan-Japan-US Joint
Workshop on Energy Materials and Sustainable Development,
Excellent poster awards,「IR investigation of curvature effect of
mesoporous silica for acetalization of cyclohexanone 」（2018/9）
・石油学会，創立60周年記念東京大会（第48回石油・石油化学討論会），Best Presentation Award「Infrared
investigation of dehydration of ethanol over zeolites 」（2018/10）
・ゼオライト学会，第35回研究発表会 若手優秀
講演賞「赤外分光法を用いたゼオライト上の活性化エーテ
ル種に関する検討」（2019/12）
・ゼオライト学会，第38回研究発表会 若手優秀講演賞「フッ素を用いないハイシリカ
CHA型アルミノシリケートの合成とMTO反応活性評価」（2022/12）石油学会，論文賞「メカノケミカル法を用いた
Fe置換MWW型ゼオライトの合成」（2023/5）

年報 2022・個人編●

高敏
がおみん
Min GAO
職名：助教
着任：2018年7月1日
部門/クラスター：触媒理論研究部門
離任：2022年7月31日/2023年8月1日から北海道大学化学反応創成研究拠点准教授（Jr. PI）
研究室：創成科学研究棟05 217-C
電話：011-706-9145・ファクシミリ：011-706-9145・電子メー ル ： gaomin@cat.hokudai.ac.jp ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ ：https://www.cat.hokudai.ac.jp/hasegawa/
研究分野：理論化学/計算化学/触媒化学
研究課題：触媒系の反応メカニズムに関する理論解析
研究キーワード：触媒理論/触媒反応解析
学歴：2009年6月天津大学有機化学専攻修士課程修了/2012
年9月北海道大学理学博士課程修了
学位：2009年6月修士（理学，天津大学,中国）/2012年9月
博士（理学，北海道大学）
職歴：2012年10月北海道大学理学研究院化学部門博士研究員/2016年1月北海道大学理学研究院化学部門助教/2018年7月北海道大学触媒科学研究所助教/2023年8月北海道大学
化学反応創成研究拠点准教授（Jr. PI）
所属学会：理論化学研究会/触媒化学会/分子科学会
学会活動：触媒学会北海道支部HP委員（2019-）
・触媒学会
広報委員（2019-）
主 要 な 研 究 業 績 ： (1) Gao, M.; Lyalin, A.; Maeda, S.;
Taketsugu, T. Application of automated reaction path searchmethods to a systematic search of single-bond activation
pathways catalyzed by small metal clusters: A case study on HH activation by gold. J. Chem. Theo. Comput. 2014, 10, 16231630. (2) Gao, M.; Lyalin, A.; Taketsugu, T. Long Range
Functionalization of h-BN Monolayer by Carbon Doping. J.
Phys. Chem. C 2016, 120, 15993-16001. (3) Gao, M.; Horita, D.;
Ono, Y.; Lyalin, A.; Maeda, S.; Taketsugu T. Isomerization inGold Clusters upon O2 Adsorption. J. Phys. Chem. C . 2017, 121,
2661-2668. (4) Ding S.; Guo Y.; Hulsey M-J.; Zhang B.; Asakura
H.; Liu L.; Han Y.; Gao M.; Hasegawa J.; Qiao B.; Zhang T.;
Yan, N.; Electrostatic Stabilization of Single-Atom Catalysts
Using Ionic Liquids. Chem. 2019, 5, 3207-3219.

コワルスカエバ
こわるすかえばEwa KOWALSKA
職名：准教授着任：2012年11月1日
離任：2023年3月31日
部門/クラスター/附属触媒連携研究センター：光触媒科学
研究部門/プラズモン光触媒反応研究クラスター/光触媒知的財産活用ユニット・ポーランド連携研究ユニット・電子
トラップ研究コンソーシアム

73

研究室：創成科学研究棟03-310-1
電 話 ： 011-706-9129 ・ 電
kowalska@cat.hokudai.ac.jp

子

メ

ー

ル

：

研究分野：環境関連化学/機能物質化学/光化学/無機化学/
電気化学/分析化学/機能材料・デバイス
研究課題：太陽光照射下で活性を示す新規光触媒/殺菌効
果をもつ環境光触媒の開発（2012-）
研究キーワード：太陽光光触媒/プラズモン光触媒/環境防護/貴金属ナノ粒子/AOPs（advanced oxidation processes）
学歴：1998年10月ポーランドグダンスク工科大学化学科修士課程修了/2004年6月ポーランドグダンスク工科大学化学科博士課程修了
学位：2004年6月28日Ph. D.（グダンスク工科大学）「Investigations of photochemical degradation of organic
compounds」
職 歴 ： 2002 年 10 月 -2003 年 8 月 Marie Curie Fellowship,
Université de Paris-Sud, Orsay, France/2004年5月-2007年10月
Gdansk University of Technology, Chemical Faculty, Poland研
究員/2005年5月-2007年7月北海道大学触媒化学研究セン
ターJSPS外国人特別研究員/2007年10月-2009年9月北海道大学触媒化学研究センターGCOE博士研究員/2009年9月2012 年 10 月 Marie Curie Fellowship, Friedrich-Alexander
University of Erlangen-Nuremberg and Ulm University,
Germany/2012年11月北海道大学触媒科学研究所准教授（光触媒科学研究部門）
所属学会：触媒学会/光化学協会/ナノ学会
主要な研究業績：(1) Kowalska, E.; Abe, R.; Ohtani, B. Visible
light-induced photocatalytic reaction of gold-modified
titanium(IV) oxide particles: action spectrum analysis. Chem.
Commun. 2009, 45, 241-243. (2) Wei, Z.; Rosa, L.; Wang, K.;
Endo, M.; Juodkazis, S.; Ohtani, B.; Kowalska, E.; Sizecontrolled gold nanoparticles on octahedral anatase particles as
efficient plasmonic photocatalysts. Appl. Catal. B-Environ.
2017, 206, 393-405. (3) Wei, Z.; Endo, M.; Wang, K.; Charbit,
E.; Markowska-Szczupak, A.; Ohtani, B.; Kowalska, E. Noble
metal-modified octahedral anatase titania particles withenhanced activity for decomposition of chemical andmicrobiological pollutants. Chem. Eng. J., 2017, 318, 121-134(journal cover). (4) Wei, Z.; Janczarek, M.; Endo, M.; Balčytis,A.; Nitta, A.; Mendez Medrano, M.G.; Colbeau-Justin, C.;
Juodkazis, S.; Ohtani, B.; Kowalska, E. Noble metal-modified
facetted anatase titania photocatalysts: Octahedron versus
Decahedron. Appl. Catal. B-Environ. 2018, 237, 574-587. (5)Wang, K.; Bielan, Z.; Endo-Kimura, M.; Janczarek, M.; Zhang,D.; Kowalski, D.; Zielinska-Jurek, A.; Markowska-Szczupak,A.; Ohtani, B.; Kowalska, E. On the mechanism ofphotocatalytic
reactionson
CuxO@TiO2
core-shell
photocatalyst. J. Mat. Chem. A 2021, 9, 10135-10145 (backcover).
学 術 関 係 の 受 賞 ： (1) Team award of Rector of Gdansk
University of Technology for research achievements, Gdansk
University of Technology, Poland (1999). (2) Conference
stipend of IPS-14 Organizing Committee for participation at the
Fourteen International Conference on Photochemical
Conversion and Storage of Solar Energy (IPS-14) Sapporo,
Japan (2002). (3) Doctoral dissertation with distinction, Gdansk
University of Technology, Poland (2004). (4) Award in STEFNANO-ACC contest for the best M.Sc. and PhD thesis in thefield of nanotechnology, nanoscience and multifunctional
materials under the European Commission Sixth Framework
Programme (2005). (5) Poster award at the 59th Divisional
Meeting on Colloid and Interface Chemistry, the Chemical
Society of Japan, Sapporo, Japan (2006). (6) Poster award at the18th International Conference on Photochemical Conversion

74

and Storage of Solar Energy (IPS-18), Seoul, Korea (2010). (7)Brigitte Schlieben-Lange- Programme stipend from Ministry of
Science, Research and the Arts of Baden-Württemberg (2012).
(8) Global Networking Award (WinGS Project), Hokkaido
University (2014). (9)北海道大学教育研究総長表彰（2019年
2月22日). (10) Catalysts 2021 Guest Editor Award.

清水研一
しみずけんいち
Ken-ichi SHIMIZU
職名：教授
着任：2015年4月1日
部門/クラスター/附属触媒連携研究センター：触媒材料研
究部門/触媒研究基盤開発クラスター/規整表面ナノ構造研
究クラスター/界面シミュレーション研究クラスター/産学官連携触媒研究ユニット・統合物質創製化学研究推進ユニット担当大学院（学部）：総合化学院
研究室：創成科学研究棟04-312-2
電話：011-706-9164・ファクシミリ：011-706-9163・電子メール：kshimizu@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：http://www.cat.hokudai.ac.jp/shimizu/
研究分野：触媒・資源化学プロセス/物理化学/合成化学
研究キーワード：触媒設計/機械学習/有機合成/自動車排ガス浄化
学歴：1994年3月名古屋大学工学部応用化学科卒業/1997年
3月名古屋大学大学院工学研究科修士課程修了/2000年3月
名古屋大学大学院工学研究科博士課程修了
学位：2000年3月博士（工学）（名古屋大学）
職歴：2000年4月新潟大学大学院自然科学研究科助手/2004
年4月名古屋大学大学院工学研究科助手/2007年4月名古屋大学大学院工学研究科助教/2010年10月北海道大学触媒化学研究センター准教授/2015年4月1日北海道大学触媒化学
研究センター教授/2015年10月北海道大学触媒科学研究所
教授（触媒材料研究部門）
所属学会：触媒学会/日本化学会/石油学会
学会活動：触媒学会編集委員（2002-2004）・触媒学会関東地区幹事（2003）・石油学会ジュニアソサイアティー代表
幹事（2007-2009）・触媒学会討論会委員（2008-2010）・
触媒学会広報委員（2009）
・石油学会論文誌編集委員（20092010）・石油学会北海道支部長（2018-2019）・触媒学会北海道支部長（2020-2021）
主要な研究業績：(1)Li, L.; Miyazaki, S.; Yasumura,S.; Ting,
K.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K. Continuous CO2 Captureand Selective Hydrogenation to CO over Na-Promoted Pt
Nanoparticles on Al2O3. ACS Catal. 2022, 12, 2639–2650. (2)Kubota, H.; Mine, S.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K.
Propane Dehydrogenation Catalysis of Titanium Hydrides:
Positive Effect of Hydrogen Co-feeding. ACS Catal. 2022, 12,
544–559. (3) Maeno, Z.; Yasumura, S.; Wu, X.; Huang, M.; Liu,C.; Toyao, T.; Shimizu, K. Isolated Indium-hydrides in CHA
Zeolites: Speciation and Catalysis for Non-oxidative
Dehydrogenation of Ethane. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 4820–
4832. (4) Yasumura, S.; Ide, H.; Ueda, T.; Jing, Y.; Liu, C.; Kon,
K.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K. Transformation of Bulk
Pd to Pd Cations in Small-Pore CHA Zeolites Facilitated by NO.

年報2021研究室編●年報2022・個人編●

JACS Au 2021, 1, 201–211. (5) Toyao, T.; Maeno, Z.;
Takakusagi, S.; Kamachi, T.; Takigawa, I.; Shimizu, K. Machine
Learning for Catalysis Informatics: Recent Applications andProspects. ACS Catal. 2020, 10, 2260–2297.
学術関係の受賞：石油学会奨励賞「新規金属酸化物系 NOx
除去触媒の開発と作用機構の解明」（2007/05）
・触媒学会奨励賞「銀クラスター触媒による脱硝および環境調和型有機合成に関する研究」（2010/03）・東海化学工業会賞学術賞「環境調和型反応用銀クラスター触媒の開発と作用機構に関る研究」（2010/05）
・平成 25 年度北海道大学研究総長
賞（2014/03/04）
・平成 26 年度北海道大学研究総長賞奨励賞（2015/03/11）
・平成 28 年度北海道大学研究総長賞奨励賞（2017/01/31）
・令和 4 年度北海道大学教育研究総長表彰（2023/2/22）

シュロトリアビジット

8202. (5) Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A. Cellulose
Depolymerization over Heterogeneous Catalysts. Acc. Chem.
Res. 2018, 51, 761-768.
学術関係の受賞：2022年度触媒学会奨励賞, 一般社団法人
触媒学会,「二酸化炭素およびバイオマス資源活用のための触媒開発」（2023/03/16）
・第10回新化学技術研究奨励賞,
新化学技術推進協会, 「結晶性セルロースの直接加水分解を可能にするカーボン触媒の開発」（2021/06/10）
・Best Oralpresentation award at APCAT-7 conference, Mumbai, India(2017/1/26) ・University of Queensland International Research
Tution Award, University of Queensland, Australia(2010/03/15)・University of Queensland Research Scholarship,
University of Queensland, Australia (2010/03/15)

宋志毅

しゅろとりあびじっと
Abhijit SHROTRI

そんつい
Zhiyi SONG

職名：助教
着任：2016年6月16日
部門/クラスター：物質変換研究部門
研究室：創成科学研究棟04 309-2
電話：011-706-9137・ファクシミリ：011-706-9139・電子メー ル ： ashrotri@cat.hokudai.ac.jp ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ ：http://www.cat.hokudai.ac.jp/fukuoka/

職名：准教授着任：2018年9月1日
部門/クラスター：高分子機能科学研究部門/遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラスター
担当大学院（学部）：理学部
研究室：創成科学研究棟05-310
電話：011-706-9157・ファクシミリ：011-706-9156・電子メール：songzhiyi@cat.hokudai.ac.jp

研究分野：触媒・資源化学プロセス/機能物質化学/グリー
ン・環境化学
研究課題：固体触媒によるバイオマスとCO2の変換
研究キーワード：触媒/バイオマス/セルロース/CO2
学歴： Bachelor of Engineering, June, 2006, Department ofChemical Engineering, National Institute of Technology, Raipur,
India/ PhD (Chemical Engineering), April, 2014, AustralianInstitute of Bioengineering and Nanotechnology, University of
Queensland
学位：PhD, Chemical Engineering (University of Queensland)「 Catalytic conversion of lignocellulosic biomass into sugar
alcohols」
職 歴 ： Process Engineer, Sep 2006-Dec 2009, RelianceIndustries Limited, Mumbai, India/ Postdoctoral Research
Fellow, May 2014-Sep 2015, Catalysis Research Centre,
Hokkaido University/ Postdoctoral Research Fellow, Oct 2015June 2016, Institute for Catalysis, Hokkaido University/
Assistant Professor, June 2016-present Institute for Catalysis,
Hokkaido University
所属学会：触媒学会/日本化学会/American Chemical Society
主要な研究業績：(1) Palai, Y. N.; Shrotri, A.; Fukuoka. A.
Selective Oxidation of Furfural to Succinic Acid over Lewis
Acidic Sn-Beta. ACS Catal. 2022, 12, 3534-3542. (2) Dostagir,N. H. M.; Fukuoka, A. Redox Behavior of In−O−Ti Interface for
Selective Hydrogenation of CO2 to CO in Doped In−TiO2
Catalyst. ChemCatChem. 2023, 15, e202201348. (3) Dostagir,N. H. Md.; Rattanawan, R.; Gao, M.; Ota, J.; Hasegawa, J.;
Asakura, K.; Fukuoka, A.; Shrotri, A. Co single atoms in ZrO 2
with inherent oxygen vacancies for selective hydrogenation of
CO2 to CO. ACS Catal. 2021, 11, 9450-9461. (4) Dostagir, N. H.
Md.; Thompson, C.; Kobayashi, H.; Karim, A. M.; Fukuoka, A.;
Shrotri, A. Rh promoted In2O3 as a highly active catalyst for CO2hydrogenation to methanol. Catal. Sci. Technol. 2020, 10, 8196-

年報 2022・個人編●

研究分野：高分子機能材料
研究キーワード：不斉/キラル/ナノカーボン
学歴：中国南開大学化学学院有機化学専攻化学専攻
学位：理学博士
職歴：2006年9月北海道大学,科学技術振興機構研究員/2008
年9月北海道大学触媒化学研究センター特任助教/2011年3月北海道大学触媒化学研究センター助教/2015年10月北海道大学触媒科学研究所助教（分子触媒研究部門）/2017年7月北海道大学触媒科学研究所准教授（分子触媒研究部門）/2018年9月北海道大学触媒科学研究所准教授（高分子機能科学研究部門）所属学会：日本化学会，触媒学会，先端錯体工学研究会,高分子学会
主要な研究業績：(1) Song, Z.; Sato, H.; Pietropaolo, A.; Wang,
Q.; Shimoda, S.; Dai, H.; Imai, Y.; Toda, H.; Harada, T.;
Shichibu, Y.; Konishi, K.; Bando, M.; Naga, N.; Nakano, T.
Aggregation-induced Chirality Amplification of Optically
Active Fluorescent Polyurethane and Cyclic Dimer in the
Ground and Excited States. Chem. Commun. 2022, 58, 10291032. (2) Zhang, Z.; Harada, T.; Pietropaolo, A.; Wang, Y.; Wang,Y.; Hu, X.; He, X.; Chen, H.; Song, Z.; Bando, M.; et al. Bluecircularly polarized luminescent amorphous molecules withsingle-handed propeller chirality induced by circularly polarized
light irradiation. Chem. Commun. 2021, 57 (14), 1794-1797. (3)Wang, Y.; Zavradashvili, N.; Wang, Y.; Pietropaolo, A.; Song,Z.; Bando, M.; Katsarava, R.; Nakano, T. Optically Active
Polymers with Cationic Units Connected through Neutral
Spacers: Helical Conformation and Chirality Transfer toExternal Molecules. Macromolecules 2020, 22, 9916-9928.
(4)Vishwakarma, S.; Kumari, A.; Mitra, K.; Singh, S.; Song, Z.;
Bando, M.; Nakano, T.; Gupta, S. K. S.; Ray, B. Effect of LMenthol Chain-end on the Optical Rotation, Chirality, Tacticity

75

and Thermal Properties of Polystyrene Prepared by ATRP and
Polyvinylacetates Prepared by RAFT Polymerization: A
Molecular Weight Dependence Study. Materials Today
Commun. 2020, 26, 101705. (5) Dai, H.; Shichibu, Y.; Imai, Y.;
Hara, N.; Konishi, K.; Wang, Y.; Song, Z.; Nakano, T. Synthesis
and stereochemistry of helical polyurethanes based on 2,2′dihydroxy-1,1′-binaphthyl and diisocyanatobenzenes. Polym.
Chem. 2020, 11, 1134-1144.

髙草木達
たかくさぎさとる
Satoru TAKAKUSAGI
職名：准教授着任：2008年4月1日
部門/クラスター：触媒表面研究部門/規整表面ナノ構造研
究クラスター
研究室：創成科学研究棟02 312-1
電話：011-706-9114・ファクシミリ：011-706-9114・電子メール：takakusa@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：ナノ構造科学/界面化学/ナノ材料・ナノバイオ
サイエンス/反応速度論と触媒/物理化学/電気化学/機能物
質化学/機能材料・デバイス
研究課題：プラズマ触媒反応の機構解明（2019-）/オペラ
ンド表面科学計測手法の開発と触媒活性点の精密構造解析（2018-）/偏光全反射蛍光XAFS法による酸化物上単原子
金属種の三次元構造解析（2008-）/表面X線散乱法と電気化学走査型トンネル顕微鏡による固液界面構造解析（2002-2008）
研究キーワード：物理化学/機能物質化学/機能材料
学歴：1998年3月東京大学理学部化学科卒業/2000年3月東京大学理学系研究科化学専攻修士課程修了/2002年9月東京大学理学系研究科化学専攻博士課程中途退学
学位：2000年3月修士（理学）（東京大学）/2003年4月博士（理学）（東京大学）「TiO2(110)単結晶表面上のナノ構造体形成機構と分子吸着・反応過程のSTM観察」
職歴：2001年4月日本学術振興会特別研究員（DC2）（2002年9月まで）/2002年9月北海道大学助手（大学院理学研究科
化学専攻）/2008年4月北海道大学准教授（触媒化学研究センター）/2015年10月北海道大学触媒科学研究所准教授（触媒表面研究部門）
在外研究歴：2007年5月- 9月仏国エコール・ポリテクニッ
ク
所属学会：触媒学会/電気化学会/日本化学会/日本表面科学会/日本XAFS研究会/アメリカ化学会
学会活動：日本化学会北海道支部庶務幹事（2022-）/日本
化学会代表正会員（2010-）/電気化学会北海道支部幹事（2003-）/日本表面真空学会東北・北海道支部幹事（2013-）/触媒学会次世代放射光ワーキンググループ委員（20212022）/電気化学会編集委員会（2018-2019）/触媒学会討論会委員会委員及び総務委員会委員（2013-2014）/日本表面科学会北海道支部幹事（2014-2016）/日本XAFS研究会企画幹事（2015-2017）
主要な研究業績：(1) Lu, B.; Kido, D.; Sato, Y.; Xu, H.; Chun,
W. J.; Asakura, K.; Takakusagi, S. Development of Operando
Polarization-Dependent Total Reflection Fluorescence X‑ray
Absorption Fine Structure Technique for Three-Dimensional

76

Structure Determination of Active Metal Species on a Model
Catalyst Surface under Working Conditions. J. Phys. Chem. C
2021, 125, 12424-12432. (2) Takakusagi, S.; Iwasawa, Y.;
Asakura, K. Premodified Surface Method to Obtain Ultra-highly
Dispersed Metals and their 3D Structure Control on an Oxide
Single-crystal Surface. Chem. Rec. 2019, 18, 1244-1255. (3)Takakusagi, S.; Kunimoto, A.; Sirisit, N.; Uehara, H.; Ohba, T.;
Uemura, Y.; Wada, T.; Ariga, H.; Chun, Wang-Jae; Iwasawa, Y.;
Asakura, K. A New Indicator for Single Metal Dispersion on a
TiO2(110) Surface Premodified with a Mercapto Compound. J.
Phys. Chem. C 2016, 120, 15785-15791. (4) Takakusagi, S.;
Nojima, H.; Ariga, H.; Uehara, H.; Miyazaki, K.; Chun, W.-J.;
Iwasawa, Y.; Asakura, K. Fine tuning and orientation control ofsurface Cu complexes on TiO2(110) premodified with mercapto
compounds: the effect of different mercapto groupposition.
Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 14080-14088. (5)Takakusagi, S.; Fukui, K.; Tero, R.; Asakura, K.; Iwasawa, Y.
First Direct Visualization of Spillover Species Emitted from Pt
Nanoparticles. Langmuir 2010, 26, 16392-16396.
学 術 関 係 の 受 賞 ： Pacifichem 2000 Student Poster Award（2000/12）
・日本表面科学会ISSS-5 Best Poster Award「Effectof Electrode Potential on Ag Deposition on a Reconstructed
Au(111) Surface Studied by In situ Scanning TunnelingMicroscopy」（2008）
・日本化学会第88春季年会優秀講演賞（学術）「走査型トンネル顕微鏡（STM）による再構成したAu(111)表面上への電気化学的Ag析出過程のその場追跡」（2008/04）
・日本化学会第90春季年会若い世代の特別講
演会「実用的に興味ある固気・固液界面プロセスの原子・分子レベル観察と機構解明」（2010/03）
・日本化学会北海道
支部奨励賞「単結晶表面上に構築した金属ナノ構造体の高分解能計測と表面化学プロセスの原子レベル観察」（2014/01）
・北海道大学研究総長賞奨励賞（2015/03/11）
・
日 本 化 学 会 BCSJ 賞 「 Investigation of the Cleanliness ofTransferred Graphene: The First Step toward Its Application asa Window Material for Electron Microscopy and Spectroscopy」（2015/08）
・American Vacuum Society (AVS) VTD Shop Note
Awards「Portable ultrahigh-vacuum sample storage system forpolarization-dependent total-reflection fluorescence X-ray
absorption fine structure spectroscopy」(2017/06)・日本表面真空学会論文賞「Thorough Search Analysis of Extended X-ray
Absorption Fine Structure Data for Complex Molecules andNanomaterials Applications」(2021/11)

趙強
ちゃおちゃん
Qiang ZHAO
職名：助教
着任：2021年10月1日
部門/クラスター：分子触媒研究部門
研究室：創成科学研究棟05 111
電話：011-706-9151・ファクシミリ：011-706-9149・電子メー ル ： qiang@cat.hokudai.ac.jp ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ ：https://www.cat.hokudai.ac.jp/bunshishokubai.html
研究分野：有機化学/合成化学/分子触媒化学
研究課題：ラジカル触媒として働くキラルリン酸（Ⅲ）触媒の創製研究キーワード：ラジカル触媒/立体化学制御

年報2021研究室編●年報2022・個人編●

学歴：2016年3月京都大学合成・生物化学専攻修士課程修了/2019年3月京都大学合成・生物化学専攻博士課程修了
学位：2016年3月修士（工学，京都大学）/2019年3月博士（工学，京都大学）
職歴：2012年2月中国科学院上海有機化学研究所研究補助員/2016年4月独立行政法人日本学術振興会特別研究員/2019年4月アメリカ・パデュー大学化学系博士研究員/2021
年10月より現職
所属学会：日本化学会/日本薬学会
学会活動：なし
主 要 な 研 究 業 績 ：(1) Zhao, Q.; Miura, T.; Murakami, M.
Cyclization Reaction of 4-Acyl-1,2,3-triazoles Possessing
Phenyl Rings through Generation of Electron-Deficient
Carbenoids. Chem. Lett. 2019, 48, 510-512. (2) Miura, T.; Zhao,
Q.; Murakami, M. Selective Functionalization of AromaticC(sp2)–H Bonds in the Presence of Benzylic C(sp3)–H Bonds byElectron-Deficient Carbenoid Generated from 4-Acyl-1sulfonyl-1,2,3-triazoles. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 1664516649. (3) Miura, T.; Zhao, Q.; Funakoshi, Y.; Murakami, M.
Site-Selective Introduction of an Enamido Group at the C(3)Position of Indoles. Heterocycles 2015, 91, 1579-1584. (4)Miura, T.; Zhao, Q.; Funakoshi, Y.; Murakami, M. Thermal
Reaction of 4-(p-Aminophenyl)-1-sulfonyl-1,2,3-triazoles
Furnishing Benzoyl Cyanides Through N-Sulfinyl Imine
Intermediates. Chem. Lett. 2015, 44, 967-969.

鳥屋尾隆とやおたかしTakashi TOYAO

職名：助教
着任：2015年12月1日
部門/クラスター：触媒材料研究部門
担当大学院（学部）：総合化学院
研究室：創成科学研究棟04 111
電話：011-706-9165・ファクシミリ：011-706-9163・電子メー ル ： toyao@cat.hokudai.ac.jp ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ ：http://www.cat.hokudai.ac.jp/shimizu/
研究分野：触媒・資源化学プロセス/物理化学/合成化学
研究キーワード：水素化/自動車排ガス浄化/CO2資源化/計算科学/インフォマティクス
学歴：2011年3月大阪府立大学工学部応用化学科卒業/2013
年3月大阪府立大学大学院工学研究科修士課程修了/2015
年9月大阪府立大学大学院工学研究科博士課程修了
学位：2015年9月博士（工学）（大阪府立大学）
職歴：2013年4月独立行政法人日本学術振興会 特別研究員（DC1）/2015年10月独立行政法人日本学術振興会 特別研究員（PD）/2015年12月北海道大学触媒科学研究所助教
所属学会：触媒学会/日本化学会/石油学会
学会活動：触媒学会若手委員（2012-）/石油学会北海道支部幹事（2016-）/触媒学会参照触媒委員（2022-）
主要な研究業績：(1) Jing. Y.; Wang, G.; Mine, S.; Kawai, J.;
Toyoshima, R.; Kondoh, H.; Zhang, X.; Nagaoka, S.; Shimizu,
K.; Toyao. T. Promoting effect of basic metal additives on
DeNOx reactions over Pt-based three-way catalysts. J. Catal.
2022, 416, 209–221. (2) Toyao, T.; Maeno, Z.; Takakusagi, S.;
Kamachi, T.; Takigawa, I.; Shimizu, K. Machine Learning for
Catalysis Informatics: Recent Applications and Prospects. ACS

年報 2022・個人編●

Catal. C 2020, 10, 2260–2297. (3) Jing. Y.; Cai. Z.; Liu, C.;
Toyao, T.; Maeno, Z.; Asakura, H.; Hiwasa, S.; Nagaoka, S.;
Kondoh, H.; Shimizu, K. Promotional Effect of La in the ThreeWay Catalysis of La-Loaded Al2O3-Supported Pd Catalysts(Pd/La/Al2O3). ACS Catal. 2020, 10, 1010–1023. (4) Toyao, T.;
Kayamori, S.; Maeno, Z.; Siddiki, S. M. A. H.; Shimizu, K.
Heterogeneous Pt and MoOx Co-Loaded TiO2 Catalysts for
Low-Temperature CO2 Hydrogenation to Form CH3OH. ACS
Catal. 2019, 9, 8187–8196. (5) Ting, K. W.; Toyao, T.; Siddiki,
S. M. A. H.; Shimizu, K. Low-Temperature Hydrogenation of
CO2 to Methanol over Heterogeneous TiO2-Supported Re
Catalysts. ACS Catal. 2019, 9, 3685–3693.
学術関係の受賞：日本化学会第72回進歩賞「外挿的探索が可能な機械学習を用いたCO2変換触媒開発」（2023/03/24）

中島清隆
なかじまきよたか
Kiyotaka NAKAJIMA
職名：教授
着任：2022年4月1日
部門/クラスター：触媒反応研究部門
研究室：創成科学研究棟03 311-2
電話：011-706-9132
電子メール：nakajima@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：https://www.cat.hokudai.ac.jp/nakajima/
研究分野：触媒・資源化学プロセス/機能物質化学/
研究課題：水中で機能する固体酸塩基触媒の開発/固体触媒によるバイオマス変換
研究キーワード：酸塩基触媒/金属酸化物/バイオマス変換
学歴：2001年3月明治大学理工学部工業化学科卒業/2003年
3月東京工業大学大学院総合理工学研究科物質電子化学専
攻修士課程修了/2006年3月同博士課程修了
学位：2003年3月修士（理学）（東京工業大学）/2006年3月
博士（理学）（東京工業大学）「Studies on the syntheses,
structural characteristics, and applications of organic-inorganic
hybrid mesoporous materials」
職歴：2006年4月株式会社豊田中央研究所，客員研究員/2007年4月東京工業大学，特任助教（応用セラミックス研究所）/2009年2月同助教/2015年4月北海道大学准教授（触媒化学研究センター）/2015年10月北海道大学准教授（触媒科学研究所・物質変換研究部門）/2022年4月北海道大学教授（触媒科学研究所・触媒反応研究部門）
所属学会：日本化学会/触媒学会/日本ゼオライト学会/石油学会
学会活動：触媒学会若手会幹事（2004-2006）
・触媒学会若手会代表幹事（2005-2006）
・触媒学会キャタリシススクー
ル運営委員（2008-2011）
・触媒学会討論会委員（2011-2013）
・
ゼオライト学会ゼオライト研究発表会実行委員（2008,2010,2012）
・日本化学会春季年会，プログラム編成
委員（2011,2013）
・第7回酸塩基触媒国際会議（ABC-7）実行委員（2011-2013）
・石油学会会誌編集委員（2014-2015）
・
触媒学会代議員（2014-2016）・触媒学会北海道地区幹事（2016-2018）
・石油学会北海道支部幹事（2016-2018）
・触媒学会企画教育委員（2019-2022）
・日本化学会北海道支部
幹事（2016-2022）
主 要 な 研 究 業 績 ： (1) Nakajima, K.; Baba, Y.; Noma, R.;
Kitano, M.; Kondo, J. N.; Hayashi, S.; Hara, M. Nb2O5·nH2O as77

a Heterogeneous Catalyst with Water-Tolerant Lewis Acid Sites.
J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4224-4227. (2) Gupta, N. K.;
Fukuoka, A.; Nakajima, K. Amorphous Nb2O5 as a Selective andReusable Catalyst for Furfural Production from Xylose inBiphasic Water and Toluene. ACS Catal. 2017, 7, 2430-2436. (3)Kim, M.; Su, Y.; Fukuoka, A.; Hensen, E. J. M.; Nakajima, K.
Aerobic Oxidation of 5-(Hydroxymethyl)furfural Cyclic Acetal
Enables Selective Furan-2,5-dicarboxylic Acid Formation with
CeO2-Supported Gold Catalyst. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57,
8235-8239. (4) Kim, M.; Su, Y.; Aoshima, T.; Fukuoka, A.;
Hensen, E. J. M.; Nakajima, K. Effective Strategy of Furan
Dicarboxylate Production for Biobased Polyester Applications.
ACS Catal. 2019, 9, 4277-4285. (5) Wiesfeld, J. J.; Kim, M.;
Nakajima, K.; Hensen, E. J. M. Selective Hydrogenation of 5Hydroxymethylfurfural to 2,5-Bis(hydroxymethyl)furan Using
Supported Rhenium-promoted Nickel Catalysts in Water. Green
Chem. 2020, 22, 1229-1238.
学術関係の受賞：石油学会奨励賞（出光興産賞）「水中で機能する酸化ニオブおよびスルホン化カーボン固体酸触媒の開発とバイオマス変換反応への応用」（2012/05）
・東京
工業大学，挑戦的研究賞「新規な水中機能触媒を用いた植物由来炭化水素からの必須化学品原料の環境低負荷合成」（2014/10）
・触媒学会奨励賞「水中で機能する固体ルイス酸の開発と糖変換反応への応用」（2015/3）
・日本化学会，
若い世代の特別講演会，講演賞「酸化チタンの水中ルイス酸特性とグリセロール水溶液からの乳酸合成への応用」（2015/03/11）・平成28年度北海道大学研究総長賞奨励賞（2017/1/31）

中野環
なかのたまきTamaki NAKANO
職名：教授
着任：2012年4月1日
部門/クラスター：高分子機能科学研究部門/触媒研究基盤
開発クラスター
研究室：創成科学研究棟05 309-1
電話：011-706-9155・ファクシミリ：011-706-9156・電子メール ：tamaki.nakano@cat.hokudai.ac.jp ・ウェブページ ：http://polymer.cat.hokudai.ac.jp/
研究分野：高分子化学
研究課題：らせん高分子の合成・高分子の非らせん型アモルファス高次構造制御・高分子の励起状態キラリティー制
御・高分子医薬品の開発
研究キーワード：光/不斉/キラル/らせん/π電子
学歴：1986年3月大阪大学基礎工学部合成化学科卒業/1988
年3月大阪大学大学院基礎工学研究科博士前期課程化学専
攻修了/1990年8月大阪大学大学院基礎工学研究科博士後期課程化学専攻退学
学位：1988年3月工学修士（大阪大学）/1991年6月工学博士（ 大 阪 大 学 ）「 Asymmetric Polymerization of Bulky
Methacrylates and Stereomutaion of Helical Polymers」
職歴：1990年9月名古屋大学助手（工学部応用化学科機能
高分子化学講座）/1997年4月名古屋大学大学院工学研究科
応用化学専攻助手/1998年4月同助教授/1999年4月奈良先端科学技術大学院大学助教授（物質創成科学研究科反応制御科学講座）/2006年4月北海道大学教授（大学院工研究院生
物機能高分子部門）/2012年4月触媒化学研究センター教授

78（集合機能化学研究部門部門）/2015年10月北海道大学触媒科学研究所教授（高分子機能科学研究部門）
在外研究歴：1993年9月-1994年8月コーネル大学客員研究員
所属学会：高分子学会/日本化学会/光化学協会/触媒学会/
有機合成化学協会/アメリカ化学会
学会活動：高分子学会関西支部幹事（2002-2006）
・同北海道支部理事（2008-）・日本化学会北海道支部幹事（20102012）
・高分子学会高分子命名法委員会委員（2004-）委員長（2019-）
・「高分子」誌編集委員会支部委員（2010-2012）
・
IUPAC Division IV IUPAC Subcommittee for Polymer
Terminology (SPT) member（2010-）
・日本化学会命名法専門委員会委員（2016-）
・高分子学会理事（2019-2022）
・日本
化学会北海道支部代議員（2021-）
主要な研究業績：(1) Wu, P.; Pietropaolo, A.; Fortino, M.;
Shimoda, S.; Maeda, K.; Nishimura, T.; Bando, M.; Naga, N.;
Nakano, T.
Non-uniform
Self-foldingof
HelicalPoly(fluorenevinylene) Derivatives in the Solid State Leading to
Amplified Circular Dichroism and Circularly Polarized Light
Emission. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2022, 61, e202210556.
(2) Bando, M.; Zhu, W.; Shimoda, S.; Hamanishi, E.; Sano, N.;
Trombini, C.; Naga, N.; Haraguchi, N.; Itsuno, S.; Nishida, M.
Amorphous Porous Polyurethanes as Macromolecular Ligands
for Palladium Catalysts. Chem. Lett. 2022, 52, 5-9. (3) Wang, Q.
Y.; Song, Z. Y.; Bando, M.; Harada, T.; Imai, Y.; Toda, H.; Naga,
N.; Nakano, T. Optically Active Poly(benzene-1,4-diyl)s with
Random and Alternating Copolymer Sequences Composed of
Chiral and Achiral, Bulky Monomeric Units: A Systematic
Study on Side-Chain Bulkiness Effects on Ground-State andExcited-State Chiroptical Properties and Chiral Recognition
Ability. Macromolecules 2022, 55, 5390–5402. (4) Wang, Y.;
Harada, T.; Phuong, L. Q.; Kanemitsu, Y.; Nakano, T. Helix
Induction to Polyfluorenes Using Circularly Polarized Light:
Chirality Amplification, Phase-Selective Induction, andAnisotropic Emission. Macromolecules 2018, 51, 6865-6877.
(5) Pietropaolo, A.; Nakano, T. Molecular Mechanism of
Polyacrylate Helix Sense Switching across Its Free Energy
Landscape. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5509−5512.
学術関係の受賞：平成20年度高分子学会学会賞（科学）「π-スタック型高分子の合成，構造および機能」（2009/05/27）
・平成6年度高分子学会ポリマージャーナル
論文賞「Asymmetric Polymerization of Triphenylmethyl
Methacrylate Using 9-Alkyl-9-fluorenyllithium-(-)-Sparteine
Complexes. Influence of Organolithium Structure on the
Propagation Stereochemistry」（1995/05/28）

長谷川淳也
はせがわじゅんや
Jun-ya HASEGAWA
職名：教授
着任：2012年10月1日
部門/クラスター：触媒理論研究部門/触媒研究基盤開発ク
ラスター/酸塩基触媒研究クラスター/機能性合金触媒研究
クラスター
研究室：創成科学研究棟05 217-C
電話：011-706-9145・ファクシミリ：011-706-9145・電子メー ル ： hasegawa@cat.hokudai.ac.jp ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ ：https://www.cat.hokudai.ac.jp/hasegawa/

年報2021研究室編●年報2022・個人編●

研究分野：触媒理論/計算化学/量子化学/
研究課題：複雑系における電子構造理論と計算モデルの開発・触媒系の反応メカニズムに関する理論解析・蛋白質や溶液中における化学反応の理論解析研究キーワード：触媒理論/触媒反応解析/マルチスケール
モデル/電子状態理論/励起状態
学歴：1993年3月京都大学工学部合成化学科卒業/1995年3月京都大学工学研究科合成・生物化学専攻修士課程修了/1998年3月京都大学工学研究科合成・生物化学専攻博士課
程修了
学位：1995年3月修士（工学，京都大学）/1998年3月博士（工学，京都大学）「Theoretical Study on the Excited States andElectron Transfer Reactions in Photosynthetic Reaction Center」
職歴：1997年4月日本学術振興会特別研究員（DC2）/1999
年4月ルンド大学博士研究員（理論化学科）/1999年11月京
都大学助手（大学院工学研究科合成・生物化学専攻合成化学講座量子物理化学分野）/2007年4月京都大学助教（大学院工学研究科合成・生物化学専攻合成化学講座量子物理化
学分野）/2008年12月京都大学講師（大学院工学研究科合成・生物化学専攻合成化学講座物理有機化学分野）/2011年
10月京都大学准教授（京都大学福井謙一記念研究センター
総合研究部門）/2012年4月自然科学研究機構分子科学研究所客員准教授/2012年10月北海道大学教授（触媒化学研究センター触媒基礎研究部触媒理論化学研究部門）/2012年
10月-2014年3月自然科学研究機構分子科学研究所客員教
授/2015年10月北海道大学触媒科学研究所教授（触媒理論研究部門）/2022年4月産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター特定フェロー/2022年4月名古屋大学客員教授
在外研究歴：1999年4月-10月ルンド大学博士研究員
所属学会：理論化学会/触媒学会/分子科学会/日本化学会/
米国化学会
学会活動：日本化学会近畿支部「化学への招待」委員会委員（2008-2009）
・量子化学研究協会理事（2007-）
・次世代
スパコン戦略機関プログラム「計算物質科学イニシアチ
ブ」戦略課題小委員会委員（2011-2015）
・Chemistry Letter
誌編集委員（2013-）
・触媒学会企画教育委員（2014-2015）
・
触媒学会代議員（2016-）
主要な研究業績：(1) Ueda, Y.; Masuda, Y.; Iwai, T.; Imaeda,
K.; Takeuchi, H.; Ueno, K.; Gao, M.; Hasegawa, J.; Sawamura,
M. Photoinduced Copper-Catalyzed Asymmetric Acylation ofAllylic Phosphates with Acylsilanes. J. Am. Chem. Soc. 2022,
114, 2218-2224. (2) De Chavez, D.; Hasegawa, J. Revisiting
Activity Tuning using Lattice Strain: CO Decomposition in
Terrace Ru(0001) and Stepped Ru(1015) Surfaces. Explorationof Chemical Space for Designing Functional Molecules
Accounting for Geometric Stability. J. Phys. Chem. C 2022, 126,9324-9333. (3) Shiraogawa, T.; Hasegawa, J. J. Phys. Chem.
Lett. 2022, 13, 8620–8627. (4) Ratanasak, M.; Tanaka, S.;
Kitamura, M.; Hasegawa, J. Asymmetric Dehydrative
Cyclization of Allyl Alcohol to Cyclic Ether Using Chiral
Brønsted Acid/CpRu(II) Hybrid Catalysts: DFT Study of theOrigin of Enantioselectivity. J. Org. Chem. 2022. 87, 13062–
13072. (5) Miyazaki, R.; Iida, K.; Ohno, S.; Matsuzaki, T.;
Suzuki, T.; Arisawa, M.; Hasegawa, J. Substrate-Assisted
Reductive Elimination Determining the Catalytic Cycle:
Theoretical Study on the Ni-Catalyzed 2,3-Disubstituted
Benzofurans Synthesis via C–O Bond Activation.
Organometallics. 2022, 41, 3455-3794.
学術関係の受賞：Asian Rising Star Award, The 15-th Asian
Chemical Congress （ 2013/8/20 ）・ Centre de Mecanique
Ondulatoire Appliquee QSCP Promising Scientist Award（2011/9/14）
・平成21年度分子科学会奨励賞・「光生物学シ
ステムの励起状態と機能：高精度電子理論の開発を基盤と

年報 2022・個人編●する理論的研究」（2009/09/22）

坂東正佳
ばんどうまさよし
Masayoshi BANDO
職名：助教
着任：2020年4月1日
部門：高分子機能科学研究部門
担当大学院（学部）：理学部
研究室：創成科学研究棟05-310
電話：011-706-9157・ファクシミリ：011-706-9156・電子メール：masayoshi.bando@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：有機金属化学/高分子化学
研究キーワード：不斉/キラル/らせん
学歴：北海道大学大学院生命科学院
学位：博士（薬学）
職歴：2020年 4月北海道大学触媒科学研究所助教
所属学会：日本化学会, 高分子学会
主 要 な 研 究 業 績 ： (1) Bando, M.; Zhu, W.; Shimoda, S.;
Hamanishi, E.; Sano, N.; Trombini, C.; Naga, N.; Haraguchi, N.;
Itsuno, S.; Nishida, M.; Nakano, T. Amorphous Porous
Polyurethanes as Macromolecular Ligands for Palladium
Catalysts. Chem. Lett. 2023, 52, 5–9. (2) Wang, Q.; Song, Z.;
Bando, M.; Harada, T.; Imai, Y.; Toda, H.; Naga, N.; Nakano, T.
Macromolecules 2022, 55, 5390-5402. (3) Elbayoumy, E.; Wang,Y.; Rahman, J.; Trombini, C.; Bando, M.; Song, Z.; Diab, M. A.;
Mohamed, F. S.; Naga, N.; Nakano, T. Pd Nanoparticles-Loaded
Vinyl Polymer Gels: Preparation, Structure and Catalysis.
Catalysts 2021, 11, 137. (4) Wang, Y.; Zavradashvili, N.; Wang,Y.; Pietropaolo, A.; Song, Z.; Bando, M.; Katsarava, R.; Nakano,
T. Optically Active Polymers with Cationic Units Connected
through Neutral Spacers: Helical Conformation and Chirality
Transfer to External Molecules. Macromolecules 2020, 53,
9916-9928. (5) Bando, M.; Nakajima, K.; Song, Z.; Takahashi,
T. Coming Back to the Starting Position of Carbons Traveling in
Organic Molecules on Titanium: Merry-Go-Round Reaction.
Organometallcs 2019, 38, 731-734.

福岡淳
ふくおかあつしAtsushi FUKUOKA
職名：教授
着任：2007年4月1日
部門/クラスター：物質変換研究部門/触媒研究基盤開発ク
ラスター
研究室：創成科学研究棟04 310-2
電話：011-706-9140・ファクシミリ：011-706-9139・電子メー ル ： fukuoka@cat.hokudai.ac.jp ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ ：http://www.cat.hokudai.ac.jp/fukuoka/
研究分野：触媒・資源化学プロセス/機能物質化学/グリー
ン・環境化学79

研究課題：触媒法バイオマス変換・鮮度保持のための触媒研究キーワード：触媒/バイオマス/セルロース/ナノ粒子/
エチレン酸化/鮮度保持
学歴：1982年3月東京大学工学部合成化学科卒業/1984年3月東京大学工学系研究科工業化学専攻修士課程修了/1985
年12月同博士課程中退
学位：1984年3月工学修士（東京大学）/1989年12月工学博士（東京大学）「A Study on Homogeneous and Heterogeneous
Bimetallic Cluster Catalysts」
職歴：1986年1月北海道大学助手（触媒研究所）/1991年4月
東京農工大学講師（工学部）/1995年8月同助教授/1997年4月北海道大学助教授（触媒化学研究センター）/2007年4月
同教授/2010年4月同センター長/2014年4月北海道大学総長
補佐/2015年10月北海道大学触媒科学研究所教授（物質変換研究部門）
在外研究歴：1988年11-12月ノースウェスタン大学/2003年
7-8月オレゴン州立大学/2003年8-10月ニューメキシコ大学
所属学会：日本化学会/触媒学会/ゼオライト学会/石油学会/アメリカ化学会
学会活動：ゼオライト学会理事（2004-2005）
・ゼオライト学会ZMPC2009組織委員（2007-2009）・触媒学会TOCAT6/
APCAT5組織委員（2008-2011）
・触媒学会バイオマス変換
触媒研究会世話人代表（2008-2012）・触媒学会TOCAT7組
織委員（2011-2014）
・触媒学会理事（2012-2014）
・第16回
均一系不均一系触媒国際会議組織委員長（2012-2013）
・国際触媒学会評議員（2012-2016）
・国際触媒学会オフィサー（2016-）
・触媒学会会長（2018-2019）・日本化学会北海道支部長（2019-2020）
・日本化学会理事（2020-2023）
・フー
ドロス削減コンソーシアム代表（2020-）
主要な研究業績：(1) Kobayashi, H.; Suzuki, Y.; Sagawa, T.;
Saito, M.; Fukuoka, A. Selective Synthesis of Oligosaccharides
by Mechanochemical Hydrolysis of Chitin over a Carbon-Based
Catalyst. Angew. Chem. Int. Ed. 2023,62, e202214229. (2) Palai,
Y. N.; Shrotri, A.; Fukuoka, A. Selective Oxidation of Furfuralto Succinic Acid over Lewis Acidic Sn-Beta. ACS. Catal. 2022,
12, 3534-3542. (3) Jiang, C.; Hara, K.; Fukuoka, A. LowTemperature Oxidation of Ethylene over Platinum Nanoparticles
Supported on Mesoporous Silica. Angew. Chem. Int. Ed. 2013,
52, 6265-6268. (4) Kobayashi, H.; Yabushita, M.; Komanoya, T.;
Hara, K.; Fujita, I.; Fukuoka, A. High-Yielding One-Pot
Synthesis of Glucose from Cellulose Using Simple ActivatedCarbons and Trace Hydrochloric Acid. ACS Catal. 2013, 3, 581587. (5) Fukuoka, A.; Dhepe, P. L. Catalytic Conversion of
Cellulose into Sugar Alcohols. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45,
5161-5163.
学術関係の受賞：触媒学会奨励賞「異種金属クラスター担
持触媒の構造と反応特性に関する研究」（1994/04/02）・山下太郎顕彰育成会学術研究奨励賞「金属クラスターの触媒作用に関する研究」（1995/05/26）・台湾国家科学委員会化
学研究推動中心レクチャーシップ（2008/11/20）
・北海道大学研究総長賞優秀賞（2015/03/11）
・触媒学会学会賞（学術部 門 ）「 固 体 触 媒 に よ る セ ル ロ ー ス 分 解 の 研 究 」（2015/03/23）
・グリーン・サスティナブル・ケミストリー（GSC）賞・文部科学大臣賞「固体触媒によるセルロース
系バイオマス分解の先導的研究」（2015/07/07）・北海道大学研究総長賞優秀賞（2017/01/31）
・井上春成賞「青果物鮮度保持用プラチナ触媒の開発」（2020/09/16）
・第 75 回日本
化学会賞「セルロース系バイオマスの解重合と青果物鮮度保持のための固体触媒の開発」（2023/03/23）

80

古川森也
ふるかわしんや
Shinya FURUKAWA

職名：准教授着任：2016年7月15日
部門/クラスター：触媒材料研究部門/機能性合金触媒研究
クラスター
担当大学院（学部）：総合化学院
研究室：創成科学研究棟04-311-1
電話：011-706-9162・ファクシミリ：011-706-9163・電子メー ル ： furukawa@cat.hokudai.ac.jp ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ ：http://www.cat.hokudai.ac.jp/shimizu/member_3.html
研究分野：触媒・資源化学プロセス/物理化学/計算化学研究キーワード：合金触媒/金属間化合物/水素化脱水素
学歴：2007年3月 京都大学工学部工業化学科卒業/2009年3月 京都大学大学院工学研究科修士課程修了/2012年3月
京都大学大学院工学研究科博士課程修了
学位：2012年3月 博士（工学）（京都大学）
職歴：2009年4月 日本学術振興会特別研究員（DC1）/ 2012年4月 東京工業大学理学院化学系 助教 / 2016年7月北海道大学触媒科学研究所准教授（触媒材料研究部門）/ 2019年8月 文部科学省研究振興局 学術調査官（兼任）/ 2019年10月 科学技術振興機構さきがけ研究者（兼任）
所属学会：触媒学会/石油学会/金属学会/日本化学会/
学会活動：触媒学会東日本支部幹事（2013-15）
・石油学会
ジュニアソサイアティー幹事（2013-）
・触媒学会企画教育委員（2014-2016）
・触媒学会若手会委員長（2014-2016）
・
触媒学会広報委員（2015-2016）
・触媒学会東日本支部代議員（2015-2017）
・触媒学会キャタリシススクール運営委員（2016）
・触媒学会北日本支部幹事（2017-）
・触媒学会討論会委員（2018-2020）
・触媒学会編集委員（2022-）
・日本化学会北海道支部幹事（2018-）
主要な研究業績：(1) Xing, F.; Nakaya, Y.; Yasumura, S.;
Shimizu, K.; Furukawa, S. Ternary platinum–cobalt–indium
nanoalloy on ceria as a highly efficient catalyst for the oxidative
dehydrogenation of propane using CO2. Nat. Catal. 2022, 5, 5565. (2) Xing, F.; Ma, J.; Shimizu, K.; Furukawa, S. High-entropy
intermetallics on ceria as efficient catalysts for the oxidative
dehydrogenation of propane using CO2. Nat. Commun. 2022, 13,5065. (3) Nakaya, Y.; Hayashida, E.; Asakura, H.; Takakusagi,S.; Yasumura, S.; Shimizu, K.; Furukawa, S. High-Entropy
Intermetallics Serve Ultrastable Single-Atom Pt for Propane
Dehydrogenation. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 15944-15953.
(4) Nakaya, Y.; Xing, F.; Ham, H.; Shimizu, K.; Furukawa S.
Doubly Decorated Platinum–Gallium Intermetallics as Stable
Catalysts for Propane Dehydrogenation. Angew. Chem. Int. Ed.
2021, 60, 19715-19719. (5) Nakaya, Y.; Hirayama, J.; Yamazoe,
S.; Shimizu, K.; Furukawa, S. Single-atom Pt in intermetallics
as an ultrastable and selective catalyst for propane
dehydrogenation. Nat. Commun. 2020, 11, 2838.
学術関係の受賞：金属学会奨励賞（2016/09）
・触媒学会奨励賞「白金族元素を主成分とする金属間化合物触媒の創製と展開」（2017/03）
・石油学会奨励賞「合金材料を基盤とした高効率NOx還元およびアルカン脱水素触媒の開発」（2021/03）
・文部科学大臣表彰若手科学者賞「合金反応場
設計に基づく高効率触媒系の開発に関する研究」（2021/04）

年報2021研究室編●年報2022・個人編●

《特許番号・発明者「発明の名称」特許権者（登録日）》

基礎」［2］中野環
化学I［2］飯田健二/長谷川淳也
化学II［2］浦口大輔■2022年度に登録された特許■学士課程・理学部

7107502・福岡淳，小林広和，染谷紗衣，淺川哲夫「キチンオリゴマー、Ｎ－アセチルグルコサミン及び１－Ｏ－アルキル－Ｎ－アセチルグルコサミンの製造方法」
国立大学法人北海道大学，昭和電工株式会社（2022/7/19）
7141707・福岡淳，小林広和，シュロトリ アビジット「糖類含有セルロース加水分解物の製造方法」国立大学法人北海道大学（2022/9/14）
7184132・中島清隆，福岡淳，キムミンジュン，青島敬之，松尾武士「アルコールの製造方法」国立大学法人
北海道大学，三菱ケミカル株式会社（2022/11/28）

触媒化学［2］福岡淳*/中野環/長谷川淳也

教職員の特許教職員の受賞■2022年度の受賞
触媒学会奨励賞 Abhijit SHROTRI「二酸化炭素およびバイ
オマス資源活用のための触媒開発」（2023/01/06）
第75回日本化学会賞
福岡淳「セルロース系バイオマスの解重合と青果物鮮度保持のための固体触媒の開発」（2023/03/23）
日本化学会第72回進歩賞 鳥屋尾隆「外挿的探索が可能な
機械学習を用いたCO2変換触媒開発」（2022/12/21）
日本化学会北海道支部奨励賞 飯田健二「光や電圧に対するナノ界面の応答機構の解明」（2022/11/22）
理論化学会第3回奨励賞 高敏「系統的な構造計算に基づく
不均一系触媒の機構理解と設計指針の構築」（2022/05/23）
触媒学会第129回触媒討論会優秀講演賞 Abhijit SHROTRI「Hydrogenation of CO2 over oxygen vacant sites in Co-doped
ZrO2 catalysts」（2022/04/04）
ア メ リ カ 化 学 会 ACS Reviewer Certificate 福 岡 淳（2023/03/17）
北海道大学教育研究総長表彰 清水研一（2023/02/22）
北海道大学教育研究総長表彰 鳥屋尾隆（2023/02/22）
北海道大学教育研究総長表彰 古川森也（2023/02/22）
北海道大学ディスティングイッシュトリサーチャー 古川
森也（2022/05/13）

2022年度担当講義担当教員で「*」は責任教員，（）は触媒科学研究所以外の所属教員をあらわす．
［］内は単位数．

■学士課程・全学教育
一般教育演習（フレッシュマンセミナー）「量子ビームとプラズマ応用の世界」［2］（及川俊一）/（平賀富士夫）/（富岡智）/（加美山隆）/（山内有二*）/（金子純一）/髙草木達/（信太祐二）/（佐藤博隆）/（大沼正人）/（松浦妙子）/（白井直機）/（柴山環樹）/朝倉清髙/（佐々木浩一）
環境と人間「触媒化学のフロンティア」［2］清水研一 *一般教育演習（フレッシュマンセミナー）「高分子化学の年報 2022・個人編●■学士課程・工学部
応用化学学生実験II［1］（樋口幹雄）/（鱒渕友治）/（長浜太郎）/鳥屋尾隆/（横倉聖也）/（三浦章*）
表面工学［2］朝倉清髙
表面工学［2］朝倉清髙
物理化学［2］髙草木達
物理化学［2］髙草木達
量子力学［2］（松浦妙子*）/朝倉清髙
量子力学［2］（松浦妙子*）/朝倉清髙■学士課程・薬学部
有機化学I［2］浦口大輔
有機化学実習III［1］（松田研一*）/趙強/（山本一貴）/（中村顕斗）/（吉野達彦）
有機化学実習IV［1］（松田研一*）/趙強/（山本一貴）/（中村顕斗）/（吉野達彦）
有機化学実習V［1］（薬師寺文華）/（小島正寛）/（藤原広一）/浅野圭佑/（森﨑一宏*）
有機化学実習VI［1］（薬師寺文華）/（小島正寛）/（藤原広一）/浅野圭佑/（森﨑一宏*）■修士課程・大学院共通科目
大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学「化学産業実学」［1］長谷川淳也
大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学「世界を先導する分子化学ⅠC（持続可能社会のための最先端触媒技術）」［1］長谷川淳也 */中野環/中島清隆/Zhiyi
SONG/Abhijit SHROTRI■修士課程・環境科学院（環境物質科学専攻）
環境物質科学基礎論II［2］Ewa KOWALSKA
環境触媒化学特論II［2］Ewa KOWALSKA■修士課程・工学院
表面ナノ材料科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙
表面ナノ解析科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙■修士課程・総合化学院
分子化学（高分子機能科学）［1］中野環
実践的計算化学［2］（武次徹也*）/（伊藤肇）/（島田敏宏）/長谷川淳也■修士課程・総合化学院(分子化学コース科目）
分子化学（物質変換化学）［1］福岡淳*/長谷川淳也/Abhijit
SHROTRI
分子化学Ａ（分子理論化学）［2］（武次徹也*）/長谷川淳也/（前田理）/飯田健二/（小林正人）/（岩佐豪）/（原淵祐）/Min GAO
応用分子化学Ａ（触媒設計）［2］清水研一*/古川森也/鳥屋尾隆

81■修士課程・総合化学院(共通科目）
化学産業実学［1］長谷川淳也
化学特別講義［1］長谷川淳也 */中野環/中島清隆/Zhiyi
SONG/Abhijit SHROTRI■博士課程・総合化学院(共通科目）
先端総合化学特論II［1］長谷川淳也 */中野環/中島清隆/Zhiyi SONG/Abhijit SHROTRI■博士課程・工学院
表面ナノ材料科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙
表面ナノ解析科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙

2022年度学位審査
触媒科学研究所の教員が審査にあたったもの．（）は触媒科学研究所以外の所属学生/大学院生/教員をあらわす．

（加藤佳美）「新規キラルカルボン酸の創製を基盤とする
不斉C(sp3)-H官能基化反応及び鉄／光増感剤協働触媒系を用いた反応の開発研究」主査：（松永茂樹）
・副査：
浦口大輔
大学院環境科学院（粟飯原はるか）「原子力施設で発生する廃液の処理を目指した均一系および不均一系触媒反応による水中アン
モニウムイオンのオゾン酸化 (Catalytic ozonation ofammonium ions in water with homogeneous andheterogeneous catalysts towards treatment of liquid waste
generated in nuclear facilities)」主査：（神谷裕一）
・副査：
中島清隆/（豊田和弘）/（大友亮一）（中村太一）「Hf-Beta ゼオライトの迅速合成および移動
水 素 化 反 応 に 対 す る 触 媒 作 用 の 定 量 的 理 解 (A rapid
synthesis of Hf-Beta zeolite and understanding its catalytic
function for transfer hydrogenation)」主査：（大友亮一）
・
副査：（神谷裕一）/（野呂真一郎）/中島清隆

■修士

■博士

大学院総合化学院

大学院総合化学院

千葉卓紘「酸化チタン表面におけるプロトン移動とその触媒への応用に関する理論的研究」主査：長谷川淳也・副査：清水研一/飯田健二

Tat BOONYAKARN 「 Protection Strategies for Catalytic
Conversion of Biomass-derived Furanics to Monomers for
Polyamides」主査：長谷川淳也・副査：中野環/（向井紳）/中島清高
XING Feilong「Developing a Highly Efficient Multimetallic
Catalyst for CO2-assisted oxidative dehydrogenationand dry
reforming of propane(CO2によるプロパンの酸化脱水素および改質反応に有効な多元素合金触媒の開発)」主査：清水研一・副査：古川森也/飯田健二/福岡淳/長谷川淳也
陳家偉「Supported Re catalysts for the transformation of CO2
to value-added chemicals（担持レニウム触媒を用いた二酸化炭素変換反応による高付加価値化合物の合成）」主査：（菊地隆司）
・副査：清水研一/古川森也/宋志毅/（髙橋啓介）
JING Yuan「Promotional Effect of Support Materials in theThree-Way Catalysis of Supported Metal Catalysts(担持金属
系三元触媒における担体促進効果)」主査：長谷川淳也・
副査：清水研一/古川森也/宋志毅/福岡淳
ZHANG Jianshuo 「 Development of electroassisted catalysis
based on surface protonics and alloying（表面プロトニクスと合金化を駆使した電場触媒反応系の開拓）」主査：清水研一・副査：古川森也/宋志毅/（菊地隆司）/長谷川淳也
安村駿作「Rational development of heterogeneous catalysis
based on understanding of active species in zeolite（ゼオライ
ト内活性種の理解に基づく合理的触媒開発）」主査：長谷川淳也・副査：清水研一/古川森也/飯田健二/福岡淳
窪田博愛「Operando Spectroscopic Studies on Reaction andRegeneration echanism of Lean DeNOx Catalysis」主査：（菊地隆司）
・副査：清水研一/古川森也/飯田健二/（髙橋啓介）
Wu Pengfei「Synthesis, Conformation, and Chiral Properties of
Optically Active Polyfluorenevinylene Derivatives」主査：（谷野圭持）
・副査：中野環/長谷川淳也/（長谷川靖哉）
WANG Qingyu「Studies on Synthesis, Structure, and Propertiesof Optically Active Poly(benzene-1,4-diyl) Derivatives」主査：（鈴木孝紀）
・副査：中野環/長谷川淳也/（佐藤敏文）
大学院生命科学院

82

長内有輝「担持金属触媒を用いた低温下におけるエチレン
酸化」主査：福岡淳・副査：長谷川淳也/清水研一/（アビジット=シュロトリ）CHENG Doutain「機械学習を利用した逆水性ガスシフト反
応 に 有 効 な 多 元 素 触 媒 の 開 発 (Development of multielemental reverse water-gas shift catalysts using extrapolative
ML approach)」主査：清水研一・副査：古川森也/飯田健
二
GUO Xu「機械学習を用いた低温水素脱硝（H2-SCR）に有
効 な 個 体 触 媒 の 開 発 (Accelerated discovery ofheterogeneous catalysts for low-temperature selective
reduction of NO with H2 (H2-SCR) using machine learning)」
主査：清水研一・副査：古川森也/飯田健二
HE Chenxi 「 機 械 学 習 を 用 い た N2O 分 解 触 媒 の 開 発(Towards discovery of novel N2O decomposition catalysts
using machine learning)」主査：清水研一・副査：古川森也/飯田健二HU Xiaoming「3，4族金属水素化物の低温プロパン脱水素
触 媒 反 応 に 関 す る 研 究 (Low-temperature propane
dehydrogenation catalysis of group 3 and 4 metal hydrides)」
主査：清水研一・副査：古川森也/飯田健二
LI Zirui「Ni担持触媒を用いたケミカルループ型メタンド
ライ改質(Chemical looping dry reforming of methane overNi-modified catalysts)」主査：清水研一・副査：古川森也/飯田健二
QIAN Yucheng「Fe交換ゼオライト上のNH3-SCR反応機構
に関する研究(In situ/Operando Spectroscopic Studies on
NH3–SCR Mechanism over Fe–Zeolites)」主査：清水研一・
副査：古川森也/宋志毅
WU Ziyang「CO2吸蔵・還元的有効利用に向けたNi担持二
元機能触媒の開発(Ni-loaded dual functional materials forCO2 capture and reductive utilization)」主査：清水研一・副査：古川森也/宋志毅
ZHAO Shirun「機械学習を利用した低温メタノール合成に有効な固体触媒の開発(Development of low-temperature
CO2 to methanol hydrogenation catalysts using machine

年報2021研究室編●年報2022・個人編●

learning approach)」主査：清水研一・副査：古川森也/宋志毅
加藤大雪「Rh導入ゼオライト触媒による非定常脱硝反応の開発と機構解明(NOx reduction under periodic lean/richcondition by Rh-exchanged zeolite)」主査：清水研一・副査：古川森也/飯田健二

型分子内HATヒドロアリール化反応および スピン中心移動を介した糖骨格修飾反応の探索」主査：（松永茂樹）
・
副査：浅野圭佑/（吉野達彦）

■学士
薬学部

向山拓実「転移学習を用いた逆水性ガスシフト反応の活性予測と新触媒の提案」主査：清水研一・副査：古川森也/飯田健二

大塚隆馬「高配位化シリリウム塩の合成と物性」主査：浦口大輔

竹歳昂一郎「ZrO₂担持RhOx触媒を用いたO2共存下での触媒 的 N2O 分 解 (Catalytic decomposition of N2O in thepresence of O2 through redox of Rh oxide in RhOx/ZrO2
catalyst)」主査：清水研一・副査：古川森也/宋志毅

柴野草大「二酸化炭素電解還元の素過程に関する理論的研究」主査：長谷川淳也

林田英悟「酢酸ビニルモノマー合成触媒KOAc/Pd-Au/SiO2におけるAu及びKOAcの役割についての研究」主査：古川森也・副査：清水研一/宋志毅
TU Chenxi 「 Synthesis of π-Stacked Polymers by Vinyl
Polymerization and Condensation Polymerization」主査：中野環・副査：（澤村正也）/（伊藤肇）/宋志毅

理学部

佐藤健人「キチンからの含窒素有機化合物合成の検討」主
査：福岡淳
工学部
宮景琢充「反応経路探索を用いたTiH2によるプロパン脱水
素反応の解析」主査：清水研一
山田克哉「機械学習を用いたメタン燃焼触媒の開発」主査：
清水研一

FANG Zhiyong「Polymerization of Bulky Styrene Derivatives
and Properties of the Polymers」主査：中野環・副査：長谷川淳也/（磯野拓也）/宋志毅

江澤元太「3Dプリンターを用いた電解セルの試作とCO2電解過程中のオペランド蛍光XAFS計測の実現」主査：朝倉清髙

WANG Xiaoyuan「Polymerization of Bulky Styrene Derivatives
and Properties of the Polymers」主査：中野環・副査：（谷野圭持）/長谷川淳也/宋志毅

太田迅「Ni2P/SiO2メタン非酸化的カップリング触媒の調製過程と活性構造のXAFSにより研究」主査：朝倉清髙

WAN Lukai 「 Synthesis and Properties of Cross-stacked
Polymers」主査：中野環・副査：（鈴木孝紀）/（猪熊泰英）/宋志毅

篠澤峻介「Thorough search 法による体心立 方構造鉄のEXAFS構造解析」主査：朝倉清髙
熊谷拓真「ICAT-XAFSデータベースへの自動登録システムの構築」主査：朝倉清髙

大学院環境科学院（魏佳琦）「多孔性炭素触媒上でのギ酸による高濃度硝酸
還元分解の反応機構」主査：（神谷裕一）
・副査：中島清隆/（廣川淳）/（大友亮一）（黄凱立）「水中過塩素酸イオン還元分解に活性を示す担
持ルテニウム触媒への助触媒添加効果」主査：（神谷裕
一）・副査：中島清隆/（加藤優）/（大友亮一）（田中太）「低原子価をとった金属酸化物の固相合成とその酸触媒特性」主査：（大友亮一）
・副査：（神谷裕一）/
中島清隆/（七分勇勝）（星敬仁）「Pt含有多元合金ナノワイヤーの合成と電極触媒活性」主査：（加藤優）
・副査：（八木一三）/中島清隆/（豊田和弘）（吉野航司）「クロスアルドール縮合によるメタクロレインの合成を促進する固体触媒の探索」主査：（大友亮一）
・
副査：（神谷裕一）/中島清隆/（梅澤大樹）
大学院工学院
刘帅「CO2からCOへのプラズマ支援変換反応中のIn Situ
EXAFS によるPd-Ga/SiO2 触媒の構造研究」主査：朝倉清髙・副査：髙草木達/（佐々木浩一）/（ 山内有二）
林韵立「マイクロ逆モンテカルロEXAFS解析法へのあらたな挑戦とPTRF-EXAFSへの応用」主査：朝倉清髙・副査：髙草木達/（富岡智）/（金子純一）
大学院生命科学院（野口暉仁）「Rh(I)触媒によるアルキニルボランと4-アレナールとの[6+2]環化付加反応を利用したワンポット多置換8員環ケトンの合成」主査：（佐藤美洋）
・副査：浦口大輔/（大西英博）

2022年度委員・講師など■全学委員会等
サ ス テ イ ナ ビ リ テ ィ 推 進 員 浦 口 大 輔 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］
ハ ラ ス メ ン ト 予 防 推 進 員 飯 田 健 二 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］
化 学 物 質 等 管 理 委 員 会 中 島 清 隆 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］
技 術 支 援 本 部 運 営 委 員 会 清 水 研 一 ［ 2022/04/01 ～2024/03/31］
放射性同位元素等管理委員会 朝倉清髙［2022/04/01～
2023/03/31］
教務委員会 清水研一［2022/04/01～2024/03/31］
教育研究評議会 清水研一［2022/04/01～2024/03/31］
産 学 連 携 本 部 知 的 財 産 委 員 会 中 野 環［ 2021/04/01 ～2023/03/31］
総長補佐 福岡淳［2022/04/01～2024/03/31］
・長谷川淳也［2022/04/01～2024/03/31］
部局長等連絡会議 清水研一［2022/04/01～2024/03/31］■公的機関等の委員(独）日本学術振興会 科学研究費委員会専門委員 髙草木達［2021/11/01～2022/10/31］・中島清隆［2021/11/01～
2022/10/31］(独）日本学術振興会 科学研究費補助金の審査に係る審査意見書の作成者
長 谷 川 淳 也 ［ 2022/10/17 ～2022/10/22］（山口優冬）「光触媒/コバルト触媒の協働による環境調和

年報 2022・個人編●

83Royal Society of Chemisity（イギリス） 編集委員 朝倉清髙［2019/08/01～2022/07/31］
九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
附属エネルギーシステムデザイン研究センター 連携教員（研究指導者） 清水研一［2022/11/01～2023/03/31］
九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
附属エネルギーシステムデザイン研究センター運営委
員会及び教員選考委員会委員 清水研一［2022/11/01～
2024/03/31］
九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
附属エネルギーシステムデザイン研究センター（仮称）設置準備委員会委員
清 水 研 一 ［ 2022/06/01 ～2022/10/31］
京都大学オープンイノベーション機構 アドバイザー 朝
倉清髙［2022/04/01～2023/03/31］
名古屋大学 GTR卓越大学院プログラム修了審査員 長谷川淳也［2023/02/10］
名古屋大学学際統合物質科学研究機構 運営委員会委員
長谷川淳也［2022/07/01～2024/03/31］
国際触媒学会 Officer（役員） 福岡淳［2020/06/20～
2024/07/14］
新エネルギー・産業技術総合開発機構 NEDO技術委員 清
水研一［2021/12/06～2023/03/31］
日 本 放 射 光 学 会 評 議 員 朝 倉 清 髙 ［ 2022/10/01 ～2024/03/31］
認 定 NPO 法 人 量 子 化 学 研 究 協 会 理 事 長 谷 川 淳 也［2022/06/10～2023/06/09］（一社）触媒学会 参照触媒委員会委員 鳥屋尾隆
［ 2021/07/19 ～ 2022/05/13 ］・ 鳥 屋 尾 隆 ［ 2022/05/13 ～2023/05/12］（公社）石油学会 機関誌ペトロテック 長谷川淳也［2022/04/05］（公財）北海道科学技術総合振興センター 審査委員会委
員長 福岡淳［2022/07/22～2023/03/31］（国研）新エネルギー・産業技術総合開発機構 NEDO技術委
員 福岡淳［2021/07/26～2023/03/31］（国研）新エネルギー・産業技術総合開発機構 「有機ケイ
素機能性化学品製造プロセス技術開発」研究評価委員会（分科会）委員 福岡淳［2022/10/25～2023/03/31］（国研）日本科学技術振興機構 分科会委員,外部専門家
福岡淳［2021/04/01～2023/03/31］（国研）科学技術振興機構 外部評価者 清水研一
［2022/06/10～2022/07/31］（大）名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所
招へい教員 浦口大輔［2022/04/01～2023/03/31］（大）名古屋大学工学研究科 招へい教員 浦口大輔
［2022/04/01～2023/03/31］（ 株 ） パ ソ ナ 書 面審 査 委 員 中島 清隆 ［2022/07/01 ～2023/03/31］（独）日本学術振興会 「特別推進研究」の審査に係る審査意見書の作成者 福岡淳［2022/10/11～2022/11/04］（社）日本化学会 2022年速報誌編集委員会 長谷川淳也［2022/01/01～2022/12/31］（社）日本化学会 2022年度北海道支部幹事 長谷川淳也［2022/03/01～2023/02/28］（社）日本化学会 2023年度北海道支部幹事 長谷川淳也［2023/03/01～2024/02/29］（社）日本化学会 代議員 長谷川淳也［2022/10/29～
2023/10/27］（社）日本化学会 令和5年速報誌編集委員会委員 長谷川淳也［2023/01/01～2023/12/31］

84（社）日本化学会 北海道支部副支部長 朝倉清髙
［2022/03/01～2023/02/28］（社）日本化学会 北海道支部庶務幹事 髙草木達
［2022/03/01～2023/02/28］（社）日本化学会 北海道支部長 朝倉清髙［2023/03/01～
2024/02/29］（社）日本化学会 理事 福岡淳［2021/05/26～R5.5月総会
開催日］（社）日本表面真空学会 IVC-22実行委員会委員 朝倉清髙［2020/03/31～2022/03/31］（社）日本表面真空学会 学会賞等選定委員 朝倉清髙
［2021/10/11～2022/03/31］（社）理論化学会 幹事(副会長） 長谷川淳也［2021/10/01～2023/09/30］（ 社 ） 触 媒 学 会 代 議 員 長 谷 川 淳 也 ［ 2022/03/01 ～2023/02/28］
・長谷川淳也［2023/03/01～2024/02/29］
・福岡
淳［2023/03/01～2024/02/29］（社）触媒学会 企画・教育委員会委員 中島清隆
［ 2021/05/14 ～ 2022/05/13 ］・ 中 島 清 隆 ［ 2022/05/13 ～2023/05/12］（社）触媒学会 会長 朝倉清髙［2021/05/14～2022/05/13］（社）触媒学会 北海道支部幹事 中島清隆［2022/05/13～
2023/05/12］（社）触媒学会 北海道支部支部長 清水研一［2021/05/14～2022/05/13］（社）触媒学会 国際交流委員会委員 福岡淳［2021/05/14～2022/05/13］
・清水研一［2021/05/14～2022/05/13］（社）触媒学会 次世代放射光ワーキンググループ委員 髙
草木達［2021/07/08～2022/04/30］（社）触媒学会 理事 清水研一［2021/05/14～2022/05/13］（社）高分子学会 理事および高分子命名法委員会委員長
中野環［2020/06/11～R4.6開催の定時代議員総会開催日］（財）国際科学技術財団 日本国際賞審査部会委員 福岡淳［2021/03/23～2022/04/30］（財）高輝度光科学研究センター 大学院生利用審査委員
会委員長 朝倉清髙［2021/09/22～2023/03/31］■関連部局等各種委員会《アイソトープ総合センター》運営委員会 宋志毅［2022/04/01～2024/03/31］《事務局（情報企画課）》情報基盤センター共同利用・共同研究委員会システム技術専門委員会 高敏［2021/04/01～2023/03/31］《事務局（情報推進課）》情報セキュリティ委員会 長谷川淳也［2022/04/01～2024/03/31］《事務局（研究推進部）》研究設備・機器の組織内外への共用方針の策定等作業部会ワーキンググループ委員 清
水研一［2022/07/01～2024/03/31］《事務局（研究支援課）》創成研究機構執行会議委員 清水研一［2022/04/01～2024/03/31］《保健センター》運営委員会 古川森也［2021/04/01～
2023/03/31］《化学反応創成研究拠点》「鈴木章賞(ICReDD Award)」選
考委員 長谷川淳也［2020/03/11～2023/03/10］《北方生物圏》フィールド科学研究センター運営委員会
浦口大輔［2021/04/01～2023/03/31］《図書館》委員会 飯田健二［2022/04/01～2024/03/31］《図書館》学術研究コンテンツ小委員会 飯田健二
［2022/04/01～2024/03/31］《図書館》点検評価小委員会 飯田健二［2022/04/01～
2023/03/31］

年報2021研究室編●年報2022・個人編●

《工学研究院》学内共同利用施設運営委員会委員（光電子分光分析研究室運営委員会） 髙草木達［2020/04/01～
2023/03/31］《工学研究院》学内共同利用施設運営委員会委員（超高圧電子顕微鏡研究室運営委員会） 朝倉清髙［2022/04/01～2024/03/31］《工学研究院》学内共同利用施設運営委員会委員（高エネ
ルギー超強力X線回析室運営委員会） 髙草木達
［2022/04/01～2024/03/31］《工学研究院》フロンティア化学教育研究センター運営委
員会 福岡淳［2022/04/01～2023/03/31］《情報科学院》量子集積エレクトロニクス研究センター運
営委員会 朝倉清髙［2021/04/01～2023/03/31］《理学研究院》元素戦略教育研究センター運営委員会 福岡淳［2022/04/01～2024/03/31］
・清水研一［2022/04/01～
2024/03/31］《理学研究院》地球惑星固体物質解析システム研究室運営委員会 朝倉清髙［2021/08/16～2023/08/15］《理学研究院》極低温液化センター運営委員会 中島清隆
［2022/04/01～2023/03/31］《高等教育推進機構》北海道大学大学院物質科学フロンテ
ィアを開拓するAmbitiousリーダー育成プログラム運営委員会委員 朝倉清髙［2022/04/01～2024/03/31］■非常勤講師・研究員等(財)名古屋産業科学研究所 非常勤所員 中野環［2021/04/01～2025/03/31］
一般財団法人大地みらい基金 講師 福岡淳［2023/02/21］
名古屋大学協力会 セミナー講師 朝倉清髙［2023/02/01］
産学協力研究委員会「分子性触媒による高度分子返還技術」第194委員会 第15回有機触媒シンポジウム招待講演
講師 浅野圭佑［2022/11/30］（大）京都大学 非常勤講師 長谷川淳也［2022/10/01～
2023/03/31］
・福岡淳［2022/04/01～2023/03/31］
・浅野圭佑［2022/06/01～2023/03/31］（ 大 ） 千 葉 大 学 非常 勤 講 師 朝倉 清髙 ［2021/04/08 ～2022/03/31］（大）名古屋大学 非常勤講師 長谷川淳也［2022/04/11～
2023/03/31］（ 大 ） 東 北 大 学 TOCAT9 シ ン ポ ジ ウ ム 講 師 髙 草 木 達［2022/07/31］

2022年度外部資金など■科学研究費助 成事業（補助金）
学術変革領域研究(B)： 准教授 浅野圭佑「糖鎖-タンパ
ク質相互作用を「みる」ための光駆動リレー触媒反応」
基盤研究(A)： 教授 朝倉清髙
「超高感度全反射蛍光 XAFSの開発と燃料電池白金触媒の合金効果機構の解明」・教授 清水研一「オペランド分光による活性種の動的挙動解析を基盤とする非定常・連続触媒反応の開拓」
基盤研究(B)： 准教授 古川森也「多元機能活性サイトの構築に基づく革新的触媒系の開発とその学理の深化」・
教授 長谷川淳也「力学刺激環境を取り扱う理論化学計
算手法の開発と新しい反応コンセプトの構築」
・助教 鳥
屋尾隆「二酸化炭素を原料とする高難度分子変換に有効な不均一系触媒の開発」
・教授 福岡淳「固体触媒による結晶セルロース分解」
・准教授 髙草木達「活性点立体構
造と表面吸着種のオペランド複合計測による触媒反応

年報 2022・個人編●

機構の原子レベル解明」
・教授 中島清隆「水中糖変換反応の自在制御を可能とする固体ルイス酸塩基触媒の開発」
・教授 浦口大輔「ラジカルの直接制御を志向した典型元素カチオン触媒の創製」
特別研究員奨励費： 特別研究員(PD) 白男川貴史「電子状態理論に基づく理論触媒設計法の開発と高機能分子触媒設計・開発への応用」
特別研究員奨励費（外国人）： 教授 清水研一「二酸化炭素水素化による低温メタノール合成に有効な高機能触媒系の開発」
・教授 中島清隆「二酸化炭素を利用したカ
ルボキシル化によるフランジカルボン酸合成」
・教授 清
水研一「バルク・ナノ金属の高分散化現象の機構解明と単原子触媒の設計開発への展開」
・教授 清水研一「外挿的探索が可能な機械学習手法を用いた多元素触媒の開発」
・教授 朝倉清髙「超高速Ｘ線吸収分光による１原子層酸化物担持白金光触媒の光励起電荷移動ダイナミク
ス」■科学研究費助成事業（基金）基盤研究(C)： 助教 高敏「金属ナノ粒子の触媒活性見た目判別に向けた遷移状態の情報化学的研究」
・准教授 浅野圭佑「二官能性有機触媒による官能基集積型四置換不斉炭素の構築」・助教 Shrotri Abhijit「Development of
mixed oxide catalyst for carbon dioxide hydrogenation tomethanol.」
国際共同研究加速基金（国際共同研究強化（B））： 助教
鳥屋尾隆「Operando ME 分光に立脚した固体触媒反応場の設計と創出」
挑戦的研究（開拓）： 助教 鳥屋尾隆「化学における外挿探索を可能とする機械学習手法の開発と実証」・准教授
古川森也「プラズマ科学と多元素合金反応場の協奏による革新的分子変換技術の創生」
挑戦的研究（萌芽）： 教授 浦口大輔「炭素結合形成の触媒制御によるキラルメタロセンの単段階合成」
若手研究： 博士研究員 峯真也「Operando 分光と理論計算に立脚した二酸化炭素水素化反応場の設計と創出」■受託研究
JST 委託研究： 教授 清水研一「触媒インフォマティク
スの構築と触媒開発」
・准教授 古川森也「インターメタ
リック反応場でのプロトニクスを利用した高効率触媒系の開発」
・准教授 髙草木達「触媒開発と原子レベル構
造解析による反応機構解明」
・准教授 中島清隆「HMF ア
セタールを経由したグルコースからのフランジカルボ
ン酸合成」
・助教 鳥屋尾隆「外挿的探索が可能な機械学習を用いた未踏触媒空間の探索」
・准教授 古川森也「CO2を利用したプロパン酸化脱水素に有効な多元素合金触媒の開発」
NEDO 委託研究： 助教 鳥屋尾隆「CO2 と H2 からの高付
加価値化学品合成に関する先導的研究」
・教授 清水研一「“ビヨンド・ゼロ”社会実現に向けた CO2 循環システ
ムの研究開発」
・准教授 古川森也「合金反応場設計に基づく超高耐久アルカン脱水素触媒システムの開発」・教授 長谷川淳也「CO2 の気相電解還元による炭化水素燃料の直接合成可能な電極触媒の研究開発」
NEDO 委託研究（再委託）： 准教授 飯田健二「～1－ｎｍ白金系触媒の構造・組成制御に基づく PEFC カソード
触媒の高活性化」（その他）： 教授 中野環「北海道大学機構研究推進ユニットにおける研究推進」

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■民間等との共同研究■学術コンサルティング

教授 清水研一（4 件）
・教授 福岡淳（4 件）
・教授 中野環（2 件）・准教授 古川森也（6 件）・准教授 中島清隆（2件）
・助教 鳥屋尾隆（8 件）
・特任講師 前野禅（1 件）

教授 清水研一（1 件）
・教授 福岡淳（1 件）
・教授 長谷川淳也（1 件）86

年報2021研究室編●年報2022・個人編●

編集後記
editorial note and colophon
編集後記

書誌情報

年報2022をお届けします． 2022年度触媒科学研究所の共同利用・共同研究拠点活動がネットワーク型となり，年報でも若干の変化が生じましたが，基本的には例年通りです．
触媒研究所ができて今年で80年を迎えます．山本貞明先生，福田伸先生のご努力により，触媒研究所についての歴史がまとめられつつありますが，堀内寿郎先生がいかに偉大で，カリスマ性を持たれていた先生であったかということが，調べれば調べるほどよく見えてきます．一方，その後にできた触媒化学研究センターは，その真逆で多様でありました．センター長はコミュニティーが選び，そのリーダシップの元，各教授が独立し，議論を活発に行っていました．その根幹は外部に開かれた運営委員会と協議会および人事3原則―内部昇格の原則禁止，完全公募，教授退職
後の研究室完全閉室―にありました．
この調査研究において，書かれた資料があることが重要であると痛感しました．札幌が猛暑（35℃）に包まれた中，この文章を書いています．温暖化をはじめとした地球環境の悪化がますます深刻になってきています．触媒はその環
境・エネルギー問題を解決し，持続的な人類の発展を可能にするキーテクノロジーです．触媒科学研究所の多くの教員・PD・学生が，技術職員・事務職員の強力な支えを受け，環境・エネルギー触媒研究に日夜真摯に取り組んでいます．20年後，地球環境改善イノベーションを起こした触媒の発端研究がこの年報のどこかに見つかることを祈念しています．

「年報2022」
北海道大学触媒科学研究所年報2022
ISSN：2432-7018
発行日： 2023年8月発行
編集：北海道大学触媒科学研究所第一常置委員会（図書出版関係）・北海道大学北キャンパス合同事務部
編集責任者：朝倉清髙（触媒科学研究所教授/2023年度触媒科学研究所第一常置委員会委員長）
発行者：北海道大学触媒科学研究所（001-0021 札幌市北区北21条西10丁目/電話：011-7069302/ フ ァ ク シ ミ リ ： 011-706-9110/ 電 子 メ ー ル ： kshomu@jimu.hokudai.ac.jp）Institute for Catalysis, Hokkaido
University, Sapporo 001-0021, Japan
印刷：株式会社プリントパック（617-0003 京都府向日市森
本町野田 3-1/電話：0120-977-920）

最後にこうして今年も年報をまとめることができました．これはひとえに久保田亜美氏，後藤愛氏のご尽力によるところが大であり，深く感謝します．
（2023年7月・朝倉清高）

年報 2022・編集後記/書誌情報●

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