筑波大ら、グラフェンで被膜した電気分解用の卑金属電極を開発――グラフェンにより腐食耐性と水素発生効率を向上

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筑波大学は2018年3月30日、大阪大学、東北大学と協力し、酸性電解液中で長時間溶けずに水の電気分解で運用できる卑金属合金電極を開発したと発表した。

水素は、クリーンな次世代エネルギー源として注目されている。しかし、現在主流の製造方式では、化石燃料などを大量消費していることが問題視されていた。そこで研究グループは、化石燃料を使用しない固体高分電解質膜(PEM)水電解と呼ばれる水の電気分解に着目。しかし、同方式では電気分解に用いる電極に希少な白金などの貴金属を使用するため、高価な白金を代替する電極の作成が技術的な課題だった。

研究グループは今回、シリカナノ粒子を付着させたニッケルモリブデン卑金属多孔質合金の上にグラフェンを蒸着することで、グラフェンで被膜された多孔質の卑金属電極を作製した。そして、従来の卑金属電極が酸性電解液で10分も経過せずに腐食してしまうのに対し、開発した卑金属電極は初期電流値を2週間以上維持できることを確認。また、水素発生能力が白金を上回ることも確認した。

研究グループは、本電極は白金の100分の1のコストで合成できると説明。大量生産への移行を視野に、低コストな電極への展開が期待されるとしている。

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