【ニュースリリース】安価で高性能な燃料電池・空気電池用非白金触媒を実現 炭素に担持した金属錯体触媒分子を最適化
2021年12月16日
ポイント
- ・青色顔料の一種である金属錯体を分子レベルで炭素に担持することで白金と同等以上の酸素還元触媒活性を実現。
- ・安価なカーボンブラックを用い、多段階で高コストな焼成などの高温プロセスを用いずに常温のウェットプロセスで電極触媒を作製できる。
- ・金属錯体分子の構造およびエネルギー状態と触媒性能の相関を実験と理論の両面から解明。
概要
燃料電池や金属空気電池などの正極において空気中の酸素を還元する酸素還元反応を促進する触媒として、白金やマンガン酸化物に代わる安価で高性能な電極触媒の開発が求められています。
東北大学材料科学高等研究所の藪浩准教授（ジュニアPI，東北大学ディスティングイッシュトリサーチャー、同多元物質科学研究所兼任）、北海道大学電子科学研究所の松尾保孝教授、電気通信大学の中村淳教授および東北大学発ベンチャーであるAZUL Energy（株）（伊藤晃寿社長）からなる研究グループは、安価なカーボンブラックと青色顔料であるアザフタロシアニン系金属錯体を組み合わせることで、燃料電池や金属空気電池の正極反応である酸素還元反応を白金と同等以上に触媒する電極触媒の開発（図１）とその原理解明に成功しました。燃料電池などの低コスト化と高性能化に大きく貢献できるものと期待できます。
本研究成果は、現地時間の12月15日に米国科学誌「ACS Applied Energy Materials」のオンライン速報版に掲載され、掲載誌のSupplementary Coverにも採択されました。
図１ 炭素に担持した触媒分子の模式図と今回合成した電極触媒のORR触媒性能比較
掲載論文
- 著者名：Hiroshi Yabu*, Koki Nakamura, Yasutaka Matsuo, Yutaro Umejima, Haruyuki Matsuyama, Jun Nakamura, Koju Ito
- 論文題名：Pyrolysis-free Oxygen Reduction Reaction （ORR） Electrocatalysts Composed of Unimolecular Layer Metal Azaphthalocyanines Adsorbed onto Carbon Materials
- 雑誌名：ACS Applied Energy Materials
- DOI：10.1021/acsaem.1c03054
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