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北大など、燃料電池の効率向上に寄与する新規合金触媒を開発

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北大など、燃料電池の効率向上に寄与する新規合金触媒を開発

北海道大学、物質・材料研究機構(NIMS)の研究グループらは、家庭用燃料電池の効率向上に寄与する新規合金触媒の開発に成功したと発表した。

今回開発したのは、白金原子とルテニウム原子が完全に混ざり合った新規合金触媒。新規合金触媒上で一酸化炭素が効率よく除去され、高効率で発電可能な触媒機構を解明した。本開発により、家庭用燃料電池の効率向上だけでなく、応用範囲の広い触媒合成方法開発の進展が期待される。

現在、普及が進む家庭用固定高分子計燃料電池システムでは、燃料極触媒に白金-ルテニウム合金触媒が使用されているが、都市ガスから製造した水素の中に微量に含まれている一酸化炭素により触媒活性が低下すること(被毒)が課題となっている。

研究グループらは、今回、燃料である水素に微量の一酸化炭素が共存しても、新規合金触媒上で一酸化炭素が効率よく除去されることを確認した。これにより、貴金属の使用量を少なくしても、高い効率で燃料電池発電が可能となり、貴金属資源の有効利用を実現した。また、白金原子とルテニウム原子だけでなく、他の原子についても同様に完全に混ざり合った新たな合金触媒の開発が可能となることから、家庭用燃料電池の分野に限らず,エネルギー環境問題解決へも寄与することが期待される。

固定高分子形燃料電池(PEFC)は、水の電気分解反応の逆反応を利用して、高効率で電力を取り出すことが可能な発電装置。特に、水素を燃料とした固定高分子形水素-酸素燃料電池は、比較的低温(100℃以下)で動作し、小型化が容易で、排出物が水のみのクリーンな装置であるため、自動車や家庭用コージェネレーションシステムでの普及が見込まれている。

参考:物質・材料研究機構 - 家庭用燃料電池の効率向上に寄与する原子が完全に混ざり合った新規合金触媒の開発に初めて成功

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