過酸化水素の発生を大幅に抑制する白金‐コバルト合金水素極触媒を開発――燃料電池の耐久性向上へ NEDOら

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新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2020年1月14日、山梨大学、田中貴金属工業と共同で、固体高分子形燃料電池の水素極における電解質膜劣化の原因となる過酸化水素(H2O2)の発生を半分以下に抑制可能な白金‐コバルト合金水素極触媒を開発したと発表した。NEDOによると、発表時点で世界初だという。

NEDOらは今回、試作触媒でのH2O2発生速度の抑制効果を受けて、白金‐コバルト合金ナノ粒子/炭素触媒(以下、PtCo/CHT触媒)の量合成を行った。PtCo/CHT触媒のH2O2発生速度が、市販されている従来の白金/高表面積カーボンブラック担体触媒(以下、市販Pt/CB触媒)と比較して半分以下に低減したことを確認している。

次に、PtCo/CHT触媒を水素極として塗布した電解質膜を作製し、燃料電池単セルの加速劣化試験を行ったところ、従来の燃料電池向け市販Pt/CB触媒を水素極に用いた場合と比較して耐久性が4倍以上向上することが明らかになった。燃料電池自動車(FCV)や定置用燃料電池などの耐久性向上に繋がることが期待される。

今後山梨大学と田中貴金属工業は、自動車メーカー等との連携によりPtCo/CHT触媒を用いた燃料電池試験を行い、高性能かつ高耐久化に向けた研究開発を進める。また、種々の解析法や計算科学を用いて作用機構を様々な角度から解明し、より高性能な触媒設計指針の確立を目指す。

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