水素燃料電池のブレークスルーが見えてきた! 何十年もの間、環境に優しい燃料の商業化は、プラチナの高コストによって阻まれてきた。 そのため、水素燃料電池の価格を大幅に下げることができる代替触媒の探索が進められてきた。 そして、最近の研究で、その突破口が開かれたことが明らかになった。
実は、鉄系の触媒は昔から「候補」としてよく知られていた。 鉄が人気なのは、豊富なだけでなく安いからです。 しかし、燃料電池内の腐食や酸化の激しい環境に耐える耐久性に欠けるなど、白金ほどの性能はない。
現在、米国エネルギー省（DOE）は、燃料電池の研究の3大目標として、効率性、耐久性、手頃な価格を掲げている。 ニューヨーク州立大学バッファロー校（UB）はこのほど、鉄と窒素、炭素を組み合わせる新しい方法を開発し、3つの条件をすべて満たす触媒を完成させました。
この画期的な技術は、グリーンエネルギー革命につながり、副生成物が水だけの燃料電池は、将来、ノートパソコンや電車など様々な製品に使われるようになるかもしれない。 このたび、この研究成果が学術誌「Nature Energy」に掲載されました。
。の場合
具体的には、前述の鉄系触媒のハードルを越えるために、まず4個の窒素原子を鉄と結合させることに成功し、その後、この材料を数層のグラフェンに埋め込んで、局所構造を原子レベルで精密に制御することに成功したのだ。
その結果、特性を飛躍的に向上させた新しいタイプの触媒が誕生した。 正確なデータは公表されていませんが、研究チームによると
この触媒は、これまでで最も効率の良い鉄系触媒とされ、すでに2025年までに米国エネルギー省の目標を超える電流密度を持ち、白金系触媒に近い耐久性も実現しています。これらのことから、鉄系触媒は、燃料電池、特に水素燃料電池の実用化に向けた費用対効果を高める可能性があると、研究者らは述べている。 現在、この触媒のさらなる改良に向けたフォローアップ研究を計画している。
本研究の主執筆者であり、UB工学・応用科学部化学・生物工学科教授のGang Wu博士は、「これは長年の研究の集大成です」と述べています。 これは、最終的に水素燃料電池の大きな可能性を引き出すための大きなブレークスルーであると信じています。”
