アルコール・鉄・パン酵母でグリーン水素を製造・貯蔵 ―資源制約のない水素製造・貯蔵システムの開発に期待―

2026-08-24 東北大学

東北大学などの研究チームは、バイオマス由来の多価アルコールを液体有機水素キャリア（LOHC）として利用し、グリーン水素の製造・貯蔵・放出を循環的に行うシステムを実証した。多価アルコールは複数のヒドロキシ基を持つため、従来の一価アルコールより高密度に水素を貯蔵でき、200℃以下の温和な条件で水素を放出できる。さらに、従来の貴金属触媒に代えて、安価で資源豊富な鉄イオンとパン酵母を利用し、多価アルコールへの水素貯蔵・放出を実現した。バイオマス資源を活用することで資源制約を抑えながら水素を製造・貯蔵でき、既存の石油化学インフラを利用した輸送や地域分散型システムへの応用も期待される。水素供給コストの低減と脱炭素社会の実現に貢献する新たな水素エネルギー技術である。

図1. 多価アルコール (LOHC) のH₂貯蔵性能とグリーンH₂製造・貯蔵サイクル

＜関連情報＞

多価アルコール／多価ケトンの水素ガス製造および貯蔵サイクル
Hydrogen gas production and storage cycle of polyhydric alcohols/polyketones

Takumi Ichimura;Takuro Tsutsumi;Kazuki Sada;Hitoshi Kasai;Takahiro Matsumoto;Kouki Oka
Journal of Materials Chemistry A Published:24 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1039/d6ta03349k

Liquid organic hydrogen carriers (LOHCs) store hydrogen gas (H₂) safely and reversibly through covalent bonding via hydrogenation and dehydrogenation reactions, enabling large-scale H₂ transportation using gasoline infrastructure. Among them, monohydric alcohols/monoketones can release H₂ under mild conditions (<200 °C) due to their low dehydrogenation enthalpies. In this work, we demonstrate a new class of LOHCs based on polyhydric alcohols/polyketones, which can store H₂ densely while maintaining the low dehydrogenation enthalpies of monohydric alcohols. In addition, novel hydrogenation methods from renewable resources (water or the coenzymes contained in baker’s yeast) are demonstrated based on electrochemical hydrogenation and alcoholic fermentation with baker’s yeast. Furthermore, we provide proof of concept for the dehydrogenation method using non-precious, earth-abundant iron ions (e.g., Fe(ii) ion) as catalysts. This work establishes the novel concept of a H₂ production and storage cycle using polyhydric alcohols/polyketones.