京都大学、工場の排熱活用へ水素製造膜を開発 170℃の水蒸気で製造を実証

京都大学は2026年10月22日、水素製造に使うMOF(金属－有機構造体)ガラス膜の開発を発表した。同大学によると、170℃の水蒸気を電気分解し、水素をつくることに成功した。

何が発表されたのか

開発されたのは、水の電気分解に必要なプロトン(水素イオン)を通す膜だ。京都大学は、この膜が広い温度域でプロトンを通すことを実証したとしている。

研究を進めたのは、京都大学の堀毛悟史教授、上原広充特定准教授らのグループだ。上原氏は三井金属株式会社との産学共同講座に所属する。成果は2026年10月21日、米学術誌Journal of the American Chemical Societyにオンライン掲載された。

かんたんに言うと

MOFは、金属イオンと有機分子からなる物質だ。今回の研究では、そのガラス膜に、窓ガラスの性質を調整する「修飾成分」の考え方を応用したという。

膜の役割を身近なものにたとえるなら、水素イオンが通るための「通り道」だ。水の電気分解に必要な水素イオンを、目的の温度で安定して通せるかが重要になる。

今回のポイントは、膜をつくったことだけではない。170℃の水蒸気を使い、実際に水素をつくるところまで確かめたと京都大学は説明している。排熱だけで水素をつくるという話ではなく、水蒸気を電気分解する研究だ。

なぜ工場の排熱に注目するのか

京都大学によると、150℃から250℃は、工場などの水蒸気や排熱を利用しやすい温度域だ。一方、この温度域でプロトンを安定して通す膜材料は、ほとんどなかったという。

背景には、水素をどうつくるかという課題がある。同大学は、現在は化石燃料を使う水素製造が主流で、環境負荷が大きいと説明する。

再生可能エネルギーを使う水の電気分解では、主にアルカリ水電解という方式が使われている。京都大学によると、この方式は100℃以下で運転される。天候で変動する電力に合わせにくく、装置も大型化しがちだという。

まとめ

今回の成果は、工場などの熱を利用しやすい温度域で働く膜と、それを使った水素製造の実証だ。京都大学は、化石燃料を使わず、排熱を生かす水素製造への応用を期待している。

水素のつくり方を考えるうえで、電力だけでなく熱の活用にも目を向けた研究だ。今後、排熱を利用する水素製造の選択肢につながる可能性がある。