（独）物質・材料研究機構と北海道大学は5月19日、絶縁体の窒化ホウ素が金電極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見出し、実験で証明することに成功したと発表した。稀少で高価な白金を使用しない新触媒の開発が期待できるという。
■理論的に見出し、実験で証明に成功
水素―酸素燃料電池は水の電気分解とは逆に、水素と酸素を燃料に電力を取り出し、水を廃棄するクリーンな発電技術。普及の課題の一つとして、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問題があり、この反応を促進する触媒として白金が広く用いられているが、高価格化の一因になっている。
貴金属フリー触媒の研究開発に取り組んでいる研究チームは、理論研究の過程で、本来絶縁体である窒化ホウ素を金表面に担持すると、その電子状態が変化して導電性が付与されること、また、基板金属の影響により窒化ホウ素に酸素が安定的に吸着し、酸素還元反応の活性点になっている可能性があることを見出した。
さらに、この表面での酸素還元反応の各過程におけるエネルギー変化を計算し、酸素還元触媒として機能する可能性をつかんだ。
そこで研究チームは、実際に金表面に種々の形態の窒化ホウ素を担持した試料を作成、酸素還元反応を調べる実験を行って触媒活性を確認した。今回見出した触媒の活性は、白金に比べると低いので今後改善を進めることにより、白金を使用しない電極材料の開発が期待できるとしている。
