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Research Results 研究成果

高性能カーボンナノチューブ/無機金属酸化物ハイブリッド電池触媒の開発に成功 燃料電池の本格普及促進に期待

2017.03.30
研究成果Physics & Chemistry

 九州大学大学院工学研究院/カーボンニュートラル?エネルギー国際研究所(I2CNER)の中嶋直敏教授、藤ヶ谷剛彦准教授、Jun Yang特任助教の研究グループは、白金の代わりにポリマー及び無機金属酸化物を用いて高い活性を持つ燃料電池用触媒を開発することに成功しました。
 多くの无机金属酸化物は、酸素还元反応、酸素発生反応、水素発生反応等のエネルギー変换の基干反応の触媒として注目されてきました。しかしながら、多くの场合、これらの反応に対する触媒能は必ずしも高くないのが现状です。原因として、无机金属酸化物の电导性の低さ、及び触媒活性サイト面积の小ささが挙げられます。本研究では、电导性が高い高纯度多层カーボンナノチューブ(颁狈罢)を素材として用いて、まずこれをポリマー(ポリベンズイミダゾール(笔叠滨))で被覆し、この上にスピネル型无机金属酸化物(狈颈虫颁辞3-虫翱4)のナノ粒子をソルボサーマル法で作製しました。この方法により作製した触媒は、非常に効率的な酸素还元反応及び酸素発生反応を示すことが明らかになりました。さらに高い耐久性も示すことが判明しました。この方法は、私たちが展开してきた颁狈罢/笔叠滨/笔迟触媒作製方法を无机金属材料に応用したもので、导电性のナノチューブ上にスピネル型无机金属酸化物のナノクリスタルを均质にコートすることを可能にし、これが触媒の高活性に繋がっています。
 燃料电池の本格普及には、高い活性を持つ(すなわち、现行の白金ベースの触媒に匹敌する)完全非白金型触媒の开発が极めて重要です。本触媒が、完全非白金型触媒であることから、白金を全く使用しない効率的な燃料电池及び酸素発生触媒の开発は、今后のエネルギー材料(触媒)研究へ大きく贡献するものです。
 本研究成果は、2017年3月30日(木)午前10時(英国時間)に国際科学誌Natureの姉妹誌であるオンラインジャーナル『Scientific Reports』で公開されました。

(参考図)SEM 画像
(a) MWNT-PyPBI
(b) MWNT-PyPBI-NixCo3-xO4

研究者からひとこと

 本研究は、カーボンナノチューブと无机金属酸化物のハイブリッドにより、新しい机能、特性を持つ电池触媒が创生できることを示したものです。本触媒について、完全非白金型触媒として、今后さらなる性能向上を目指し、研究を进展していきます。

  • 本研究についての详细は

论文情报

,Scientific Reports,
10.1038/srep45384

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