高効率電池触媒をCNTで開発【九州大学】Pt用いず低コスト化貢献へ

九州大学大学院工学研究院/カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所(I2CNER:アイスナー)の中嶋直敏教授、藤ヶ谷剛彦准教授、Jun Yang特任助教からなる研究グループは、燃料電池に使われる触媒の材料の一部にCNTを使用し、高い活性を得る開発に成功した。

[画像・上:今回製造された非プラチナ型触媒。(左)CNTをポリベンズイミダゾールで被覆、(右)さらにそこに無機金属酸化ナノ粒子を担持させている
提供:九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所(I2CNER)]

現在、高い活性を示す触媒材料としてプラチナが様々な触媒で使用されている。その一方でプラチナは希少金属であり、使用することでコストを押し上げる一因になってしまう。

その代替材料を開発する研究が各方面で展開されている。本研究もそのひとつだ。電導性の高い高純度多層CNTをポリマー=高分子化合物ポリベンズイミダゾール(PBI)で被覆。さらにこの上に、スピネル型の無機金属酸化物の粒子を担持させた。いわばCNTと無機金属酸化物のハイブリッド材料。完全な非プラチナ型触媒とした。

結果、効率的な酸素還元反応および酸素発生反応を示したとのこと。耐久性でも結果を出した。

ソルボサーマル法と呼ばれる高温高圧溶媒を用いた合成技術など、研究チームがこれまで培ってきた方法を用いて製造した。これにより、ナノメートルオーダーの無機金属酸化物粒子をCNT上に均質にコーティングすることに成功。それが触媒の高活性化に繋がったと研究チームは見ている。

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