大阪大学の片山祐准教授らの研究グループは、英インペリアルカレッジロンドンの研究グループと共同で、電解液の水素イオン濃度指数（ｐＨ）が酸素発生反応の速度に与える影響とそのメカニズムを世界で初めて解明した。二酸化炭素（ＣＯ₂）を排出しないグリーン水素の製造技術を競争力レベルまで高められる可能性がある。

これまでは、反応中に電極表面上に生成する反応中間体の電極表面での安定性の最適化を狙い、電極材料に着目した研究開発が進められ、ニッケル鉄合金や酸化イリジウムなど多くの高活性材料が開発されてきた。一方、その効率向上は頭打ちになってきており、電極材料最適化に加えて何らかの技術的なブレークスルーが待たれていた。

片山准教授らの研究グループは、電解液の効果に着目。電極材料を変更せずとも、電解液を設計することで電極表面の中間体の安定性を制御できることを世界で初めて見いだした。

リアルタイム解析により、電解液のｐＨの違いによって相互作用が変化し、電極表面上の反応中間体の安定性に影響を及ぼすことが明らかになった。これら作用を考慮して、従来の火山型プロットに電解液の効果を組み込んだ、新たな火山型プロットを提案している。

これまでほとんど考慮されてこなかった「電解液」を設計因子とすることで、電極材料設計では頭打ちとなっていた酸素発生反応速度のさらなる加速が可能となり、水の電気分解によるグリーン水素製造の高効率化が期待されるという。

研究グループは「研究成果をベースに開発された電解液とこれまでに最適化されてきた電極材料とを組み合わせることで、電極材料開発だけでは頭打ちとなっていた酸素発生反応の効率向上が実現できる」と評価している。