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KAIST、金属ナノ素材で水素燃料電池の性能を向上させる技術を開発

金属ナノパターン技術を利用、燃料電池電極の表面に10ナノメートルの金属ナノ粒子を合成


大徳所在のKAIST(シン・ソンチョル総長)はチョン・ウチョル教授、キム・サンウク教授と忠南大学校のキム・ヒョニュ教授共同研究チームが金属ナノ素材を利用して燃料電池の性能を高められるナノ触媒技術を開発したと2月25日に発表した。

10ナノメートル以下の大きさの金属ナノ粒子は少量で高い触媒活性を示し、最近エネルギーや環境技術の分野で関心を集めている。だが高価なうえ高い温度で粒子同士が固まると触媒の活性が低下するという問題があった。またそれぞれの金属粒子の触媒効率向上数値と関連する研究結果がなく、該当分野の発展に限界があった。

研究チームはこうした問題を解決するためにブロック共重合体の自己組織化を利用した。ブロック共重合体は二種類以上の高分子鎖が共有結合で成り立っている。この鎖の間に相互排斥する性質を活用すれば、選択的に金属イオンが自己組織化された形に合わせてパターニングすることが可能になる。

研究チームは金属ナノパターン技術で酸化物燃料電池の電極表面に10ナノメートルの大きさの均一な金属ナノ粒子を合成することに成功した。これを通じて一つの粒子のもつ触媒特性を高温で正確に分析して燃料電池の性能を高めた。

また貴金属触媒である白金の場合、300ナノグラム(約0.015ウォンの価値)の少量で燃料電池の性能を21倍まで高められることを確認した。さらにパラジウム、金、コバルトなどの金属触媒の特性を把握比較して性能向上の原理を明らかにした。

研究に当ったチョン・ウチョル教授は「非常に少量のナノ粒子を利用して高性能の燃料電池を開発できるアイディアを提示できた。今後燃料電池、水分解水素生産装置など環境エネルギー技術の商用化に役立つと思う」と述べた。

研究結果は国際学術誌『Nature Nanotechnology』に2月18日付で掲載された。







[2019-02-28]

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