（独）物質・材料研究機構、北海道大学、高エネルギー加速器研究機構は9月13日、家庭用の熱電併給システムとして注目される燃料電池の発電効率向上に威力を発揮する新しい合金触媒を開発したと発表した。原料の白金とルテニウムを原子レベルで完全に混ぜ合わせて合金構造を制御、これまで問題になっていた触媒活性の低下を防止した。
　研究グループは、新手法が他の触媒開発にも応用できるとみており、燃料電池に限らず広くエネルギー環境問題の解決に役立つと期待している。
　北大触媒化学研究センターの竹口竜弥准教授と物材機構国際ナノアーキテクトニクス拠点の魚崎浩平コーディネーターらの研究グループが、高エネ研の放射光施設を利用して研究を進めた。
　白金‐ルテニウム合金触媒は、高分子電解質膜を使って燃料の水素を空気中の酸素と反応させて発電する固体高分子形燃料電池に使われている。ただ、都市ガスから製造する水素の中に微量の一酸化化炭素が含まれているため、その影響で触媒活性が低下しやすかった。触媒活性は白金とルテニウムの結合点にあるが、両元素は合金にしたとき水と油のように分離しやすく、それが触媒活性を低下させる原因となっている。
　研究グループは、合金を作る前に白金とルテニウムを原子レベルで完全に混ぜ合わせ、一酸化炭素による白金とルテニウムの分離がしにくい合金触媒を作ることを試みた。白金とルテニウムを混ぜて短時間に高温にした後、急激に冷却して合金にした。その結果、現在手に入る高活性触媒の中で一酸化炭素に最も耐性の高い合金触媒が実現でき、高効率発電が可能となった。さらに放射光施設で新触媒の構造を分析したところ、白金とルテニウムは完全に混ざり合い結合していることが確認できた。
　研究グループは、「今回の技術を利用すれば、原子レベルで元素分布を制御した新しい合金触媒の開発や、新たな触媒の設計が可能になる」と話している。

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