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KIST、白金触媒代替するロジウム基盤のナノ触媒を開発

電子レンジと同じ原理で10分以内に合金触媒の製造が可能


KIST(韓国科学技術研究院、イ・ビョングォン院長)は同研究院燃料電池研究センターのユ・ソンジョン博士チームが次世代燃料電池として脚光を浴びている固体アルカリ膜燃料電池への使用が可能な高性能の非白金系ロジウム基盤のナノ触媒を開発したと9月18日に発表した。本研究は基礎科学研究院ナノ粒子研究団のソン・ヨンウン教授チームと共同で進められた。

一般的にアルカリ燃料電池にはエネルギー発生に核心的役割を果たすナノ触媒として電気化学的活性の優れた白金やパラジウム基盤の合金ナノ粒子が使用されてきたが、高い依存度の問題とともに素材自体の安定性の限界という問題点をかかえていた。

研究チームは素材の安定性が優れているが性能が低いとされているロジウムについて燃料電池用の触媒として研究を進めてきた。その結果、ロジウムとスズの合金ナノ粒子が燃料電池の電気化学的酸素還元反応において優れた特性をもつことが分かった。

これまで燃料電池触媒分野でロジウムは白金の補助触媒として使用されてきたが、ナノメートル(nm)レベルでの材料の表面制御技術を使用すると高い安定性と高い活性をもつ燃料電池用触媒として活用できることが分かった。研究チームはロジウムとスズの合金構造が表面の構造変化により活性点が増大して利用率が上昇し、10倍以上性能が向上して既存の白金触媒の4倍の性能を示すことを確認した。

既存の合成法では短くても12時間、長い場合は48時間かかっていたのに対し、今回開発された触媒は一般家庭で使用する電子レンジと同一の原理(マイクロ波)を利用することで10分以内に簡単に製造できる。研究チームは迅速な素材製造技術および工程単純化技術の結合が可能になり、素材生産工程についても商業的障壁が大幅に緩和されるものと見ている。

研究に当ったユ・ソンジョン博士は「本研究は燃料電池用の触媒の性能向上だけでなく既存の燃料電池用の触媒に対する限定的選択環境を克服し新たな素材の触媒設計を可能にした点が核心。次世代エネルギー変換素材の設計および製造工程技術の発展に寄与できるだろう」と話している。




[2017-09-20]

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