ヒドロゲナーゼモデル分子をもちいた電極触媒の開発動向

摘要

生体機能に啓発されて設計された（バイオインスパイアード）分子を電極触媒として取り入れようとする試みが進められている．生体触媒の特徴としては，地球上に豊富に存在するFe族の金属が触媒となることおよび，触媒設計の自由度が大きいことが挙げられる．Fig．1に穏和な条件で水素分子の酸化と還元を促進するヒドロゲナーゼの反応中心部位である錯体1を示す．1には，プロトンを受容できるアミン部位（azadithiolate）が存在し，これはその構造からペンダントと呼ばれている．中心金属とペンダント部位でプロトンを反応の進行に最も適した位置に固定出来るため，効率よく水素生成/解離反応が進むと考えられている．さらに，ヒドロゲナーゼにおける水素生成反応では，プロトンを反応中心とその外囲との間でスムーズに輸送し，かつプロトンを水素分子の生成に最も適した位置に配置するためのプロトンリレーと呼ばれる仕組みが需要な役割を果たしていると指摘されている．