大阪大學研究生院工學研究科金孝鎮特任助教、森浩亮教授、中野貴由教授、山下弘巳名譽教授、以及大阪大學超高壓電子顯微鏡中心市川聰特任教授組成的研究團隊，將雷射金屬3D列印技術與表面改質處理相結合，成功研製出了具有近100%選擇性的、可將溫室氣體二氧化碳（CO₂）轉化為城市燃氣主要成分甲烷（CH₄）的金屬自催化反應器。相關研究成果已發表在期刊《Nature Communications》上。
圖1. 使用雷射金屬3D列印技術製造的金屬自催化反應器（SCR: Self Catalytic Reactor）及通過表面改質生成的Na₂Ti₃O₇奈米纖維結構（供圖：大阪大學）
與需要20個大氣壓力加壓才能達到同等活性的傳統釕（Ru）觸媒相比，這種新型觸媒在1個大氣壓力、140℃的低溫條件下即展現出了高活性與高選擇性的優異特性。此外，通過對高活性釕活性物種的微觀結構進行詳細調查，成功證實了帶負電的（Ti₃O₇）2-層能夠促進低氧化態孤立Ru n+物種（0＜n＜4）的生成與穩定，並在常壓溫和條件下可以激活CO₂的這一理論學說。
該成果不僅對碳中和目標導向的催化領域具有重要意義，更有望為基於金屬3D列印技術的先進材料科學領域帶來廣泛影響。
森教授表示：「為實現2050年碳中和目標，助力二氧化碳減排的催化技術正在不斷創新，其中甲烷化實用觸媒的開發是公認的重要課題。本研究採用的金屬3D列印技術在催化材料領域的應用實例尚處於發展階段，但通過與表面處理等技術相結合，可覆蓋多種多樣的金屬材料，因此有望成為支撐產業未來發展的基礎技術。另一方面，我們還成功解明瞭驅動低溫活性的催化因子，獲得了具有重要學術價值的成果。期待該成果能引起產業界與學術界研究人員的共同關注。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nature Communications
論文：Layered Na₂Ti₃O₇ -supported Ru catalyst for ambient CO₂ methanation
DOI：10.1038/s41467-025-57954-9
