2014年05月19日

NIMSと北大、窒化ホウ素が燃料電池のカギに

【カテゴリー】：新製品/新技術 【関連企業・団体】：なし

物質・材料研究機構（NIMS）は19日、北海道大学大学院と共同で、絶縁体である窒化ホウ素（BN）が金表面に担持されると、燃料電池の重要な反応である酸素還元反応の電極触媒として機能することを理論的に提唱するとともに、実験的に証明することに成功したと発表した。 水素と酸素を反応させて高効率で電力を取り出す「燃料電池」は、廃棄物が水だけという究極のクリーンな発電装置。だが今後の普及には、酸素極での酸素還元反応の速度が遅く、反応効率が低いという課題が残されている。 解決策は、反応を促進するための触媒として白金を使うことだが、白金は高価で資源量も少ない。このため、白金に代わる新規触媒の開発が世界的に急がれている。 NIMSの共同研究グループは、本来絶縁体であるBNを金表面に担持すると、その電子状態が変化し導電性が付与されること、またBNに酸素分子が安定に吸着することを見いだし、さらにこの表面でのエネルギー計算を行い酸素還元触媒として機能する可能性を示してきた。 そこで、実際に金表目にBNの担持した試料を作成し、酸素還元反応を調べたところ、金電極の酸素還元電流がBNの担持により、最大270mvも正電位側で観測され、触媒活性が確認された。一方、炭素電極を基板に使用した場合は、このような触媒活性が観測されなかったことから、BNが酸素還元反応の触媒として重要なカギとなっていることが実証された。 NIMSでは、このようなアプローチが白金を使用しない燃料電池用電極材料の今後の開発に結びつくとしている。