耐久性高於白金的燃料電池電極用碳材料

 

刊登日期:2020/10/7
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日本山口大學開發了一項在燃料電池的觸媒不使用高價白金之技術。研究團隊藉由在硬質碳材料「類鑚碳(Diamond-like Carbon;DLC)」的表面控制官能基,進而實現了高觸媒活性與耐久性。此外,此項新技術同時也是首次「類鑚碳」應用於觸媒開發用途上。

「類鑚碳」是一種特性介於石墨與鑽石之間,同時具有石墨鍵結與鑽石鍵結之非晶質(Amorphous)構造的材料,硬度、耐磨耗性、電氣化學穩定性等都相當優異,成膜時間短且低成本。類鑚碳本來是絕緣體,山口大學在賦予了導電性的類鑚碳表面導入含氧的特定官能基,促使類鑚碳實現了接近白金的高觸媒活性,以及超越白金或非白金碳系電極的耐久性。

世界中的研究人員積極展開不使用白金之觸媒開發,目前開發的觸媒大多以石墨為基材,唯石墨具有質脆的缺點,做為氧化還原的電極使用時,會因為氧化產生消耗、脫落,進而造成耐久性降低的問題。相對於石墨,類鑽碳在物理性、化學性的穩定性高,且在類鑽碳氧化之際利用了導入的官能基,因此不會產生因氧化造成的消耗。今後山口大學將朝實用化展開進一步研發,除了燃料電池的觸媒之外,將可望廣泛應用於光觸媒、太陽電池等領域。

 


資料來源: https://www.nikkei.com/article/DGXMZO63588530Y0A900C2LC0000/
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