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UNIST、金属空気電池の性能を高める複合触媒を開発

ペロブスカイト酸化物と3次元窒素導入グラフェンで複合触媒を設計


UNIST(蔚山科学技術院、チョン・ムヨン総長)はエネルギー・化学工学部のキム・ゴンテ教授チームが「金属空気電池」の効率を高める複合触媒を開発したと12月2日に発表した。

金属空気電池は電気容量も大きく、汚染物質を全く排出しないことから多数のグローバル企業が研究開発に取り組んでいる。キム・ゴンテ教授チームが発見した複合触媒は電気自動車用の電源として活用できる二次電池の開発に役立つものと期待される。

研究チームは「ペロブスカイト酸化物(SSC)」と「3次元窒素導入グラフェン(3DNG)」で複合触媒を作った。既存の金属空気電池には白金や酸化イリジウムなどが触媒として使用されたが、高価なうえ耐久性が低いという問題があった。こうした問題を解決するために最近ではペロブスカイト物質や炭素材料を利用する研究が活発に進められている。

研究チームは密度関数理論を活用して複合触媒の優秀性を分析した。触媒は化学反応に関わって反応速度を変化させる物質。今回の複合触媒の開発は酸素還元反応と酸素発生反応の活性を高めて将来の金属空気電池の商用化を早めるのに役立つ見通し。

金属空気電池のうち電気自動車用二次電池としてはリチウム空気または亜鉛空気電池が有望な候補とされている。今回開発された複合触媒は高容量バッテリーとされるリチウム空気電池などの研究に活用できるとみられる。

研究に当ったキム・ゴンテ教授は「複合触媒で現れるシナジー効果は触媒同士の電子移動を促進した結果。今後さらに効率的なペロブスカイト炭素材料複合触媒を設計できると思う。次世代高容量バッテリーとされるリチウム空気電池の空気極に安価な材料で高性能触媒を利用すれば商用化が早まるだろう。新たな複合触媒は性能はもちろん安定性にも優れ金属空気電池産業に寄与するだろう」と話している。

研究結果はマイクロナノ材料分野の世界的学術誌『Small』に11月28日付で掲載された。





[2018-12-04]

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