テクノロジー?材料
世界最高レベルの活性を持つ燃料电池用メタルフリー正极触媒の开発に成功
カーボンニュートラルを実现する上で、水素と酸素からエネルギーを作り出す水素燃料电池（固体高分子型燃料电池）は极めて重要な技术の一つです。しかしながら、现在実用化されている水素燃料电池の正极に用いられる白金系触媒は、高性能である一方、希少金属であるため埋蔵量が限られており、水素燃料电池の価格上昇をもたらしています。従って、水素燃料电池を広く社会へ普及させるためには、白金を使わない触媒の开発が不可欠です。その有力候补として、安価で豊富な炭素材料をベースとし、耐久性も高い窒素ドープカーボン触媒が注目されていますが、燃料电池セル内の酸性环境下では活性が着しく低下するという问题があり、実用上の壁となっていました。
本研究チームはこれまでに、窒素ドープカーボン触媒の活性が酸性环境下で低下するメカニズムを调べ、反応进行时の活性点の水和がその主要因であることを明らかにしてきました。今回、このメカニズムに基づいて触媒设计を行い、酸性环境下でも白金系触媒に迫る电圧特性と、高い电流特性を示す窒素ドープカーボン触媒を开発することに成功しました。これにより得られる正极触媒活性は、メタルフリー触媒としては世界最高レベルのものです。また耐久性も考虑すると、长时间使用时の特性は非白金系触媒の中でも最高レベルといえます。この正极触媒活性を燃料电池セルにおいて引き出すことができれば、商用化につながると期待されます。
笔顿贵资料
プレスリリース研究代表者
筑波大学数理物质系九州大学カーボンニュートラル?エネルギー国際研究所 三井化学カーボンニュートラル研究センター
中村 潤児 教授
鹤冈工业高等専门学校
森永 隆志 教授