高活性で高耐久、世界で最も薄い白金ナノシート電極触媒を開発 琉球大などの研究チーム

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琉球大学と信州大学の研究チームは2023年1月10日、京都大学と日産アークの協力を得て、固体高分子形燃料電池の酸素極における触媒活性と耐久性を2倍に高められる「白金ナノシート酸素極触媒」の開発に成功したと発表した。

開発された白金ナノシート触媒は厚さ0.5nmで、酸素極における触媒活性は、標準的性能の市販白金ナノ粒子に比べ2倍の高さを持つ。また、加速劣化試験を行ったところ、白金ナノ粒子の耐久性より2倍高いこともわかった。

白金ナノシートは両大学が独自開発した層状酸化白金酸塩を層剥離する技術を用いて作られ、従来の合成法では困難な極薄二次元構造であることも確認された。

現在、実用化されている燃料電池には、直径5nm程度の白金や白金コバルト合金などのナノ粒子電極触媒が使われているが、作動中にナノ粒子が肥大化し、活性が低下するという課題がある。今回開発された白金ナノシート触媒は、触媒活性も耐久性も高いことから燃料電池自動車(FCV)や定置用の燃料電池の性能と耐久性を飛躍的に高める可能性がある。

研究チームは今後、貴金属メーカーと量産化に向けた技術開発を進めるとともに、自動車メーカーなどとも実用化に向けた研究に取り組んでいく。

研究成果は2023年1月9日、国際学術誌Nature Communicationsオンライン版に掲載された。

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