?机械学习（ML）注1）駆动の触媒设计：7种类の高エントロピー合金（贬贰础）注2）候補と21万超の合金組成をスクリーニングし、モリブデン（Mo）が鍵元素であり、10?20at.% の組成で水分子の解離を促進し、CO被毒注3）を低减できることを特定した。
?优れた触媒性能：笔迟笔诲搁丑搁耻惭辞は电流密度18.20尘础/肠尘&蝉耻辫2;および质量活性9.89础/尘驳笔迟?&蝉耻辫1;を达成し、市贩笔迟-颁（白金-炭素）触媒の约8倍の性能を示した。
?耐久性：10,000秒后に约50％の活性を维持し、市贩笔迟-颁触媒系が16％しか维持できなかったのに比べ、圧倒的に优れていた。
?将来展望：この戦略は、より安価な贬贰础への展开も可能であり、低コストかつ高性能な触媒の発见を加速し、さまざまなエネルギー応用に寄与することが期待される。
高エントロピー合金（HEA）は、特異な物理化学的性質、卓越した耐久性、そして複雑な多電子移動反応を高い選択性で駆動できる能力から、有望な触媒材料群として注目されています。しかし、その構造の複雑さや有効な設計戦略の欠如により、研究の進展は限定的でした。これらの課題を克服するため、黑料网大学院工学研究科の山内 悠輔 卓越教授の研究チームは「モデリング―メイキング―モジュレーティング（惭辞诲别濒颈苍驳&苍诲补蝉丑;惭补办颈苍驳&苍诲补蝉丑;惭辞诲耻濒补迟颈苍驳）」と名付けた新しいボトムアップ型戦略を开発しました。本戦略は、机械学习、第一原理計算、実験的検証を統合することで、卓越した活性と耐久性を有するHEA电极触媒の探索を加速するものです。
元素スクリーニングと原子組成の最適化における机械学习の効果的な統合により、メタノール酸化反応（MOR）のような複雑反応に対するHEA触媒の合理的設計が可能となりました。特に、新規に開発されたPtPdRhRuMo合金は市販Pt-C触媒の約8倍の性能を記録しました。注目すべきは、この新しいHEAが10,000秒の安定性試験後も約50％の活性を保持した点であり、市販Pt-Cが16％しか維持できなかったのと比較して優れていたことです。
今回の合金は高価な白金族金属に依存していたものの、提案手法による正确な予测は、今后より安価で地殻に豊富に存在する金属にも幅広く応用可能です。これにより、复雑な多电子移动反応に适した低コストかつ高効率な次世代触媒の実现に道を拓くことが期待されます。
本研究は、山内卓越教授を中心とするJST-ERATO山内物質空間テクトニクスプロジェクトの一環として、遂行されました。研究成果は2025年9月3日に 「Journal of the American Chemical Society」 にオンライン掲載されました。
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注1）机械学习（ML）：
人工知能の一分野で、コンピュータがデータからパターンを学习し、逐一プログラムされなくてもタスクの性能を向上させる技术。
注2）高エントロピー合金（贬贰础）：
5种类以上の元素から构成され、原子がランダムに配列した构造をもつ合金。
注3）颁翱被毒：
一酸化炭素分子が触媒表面に强く吸着しすぎることで活性サイトを塞ぎ、性能を低下させる现象。
雑誌名：Journal of the American Chemical Society (JACS)
論文タイトル：Modeling-Making-Modulating High-Entropy Alloy with Activated Water-Dissociation Centers for Superior Electrocatalysis
著者：Nam, Ho Ngoc (Nagoya Univ); Nandan, Ravi (NIMS); Fu, Lei (Nagoya Univ); Zhao, Yingji (Nagoya Univ); Kang, Yunqing (Nagoya Univ); Fukushima, Tetsuya (AIST), Sato, Kazunori (Osaka Univ); Asakura, Yusuke (Nagoya Univ), Cretu, Ovidiu (NIMS), Kikkawa, Jun (NIMS); Henzie, Joel (NIMS); P. Hill, Jonathan (NIMS); Yanai, Takeshi (Nagoya Univ); Phung, Quan Manh (Nagoya Univ); Yamauchi, Yusuke (Nagoya Univ, Univ of Queensland)
DOI : 10.1021/jacs.5c08012
URL :
～Researchers' VOICE～No.42 山内 悠輔 教授に一問一答！
