不使用白金之燃料電池觸媒材料,可同時發揮氧化還原觸媒活性與穩定性

 

刊登日期:2021/11/9
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熊本大學於日前發表與東京工業大學、靜岡大學、旭化成共同開發了一項不使用白金之燃料電池用觸媒材料。利用氫能發電、無碳排、亦未使用石化燃料的燃料電池車可望日趨普及,然而燃料電池使用高價的白金觸媒,1台約使用20~30g,因此成為妨礙普及的原因之一。雖然過去已有替代觸媒材料相關研究,例如利用在鐵的周圍結合酞青鐵(Iron Phthalocyanine)配位基等環狀化合物之金屬錯合物,但在燃料電池運作環境下,觸媒在酸性電解質中的穩定性尚未能達到實用等級。

在此次的研究中,研究團隊新合成了一項做為鐵原子固定化的錯合物配位基,相較於既有十六員環(16-membered Ring)的酞青素(Phthalocyanine)更為緊緻、具有十四員環的配位基錯合物。透過掃描電位實驗(Potential Sweep)與利用輻射分光的即時分析進行評估後,確認在酸性電解質中的穩定性大幅超越酞青鐵,且呈現可做為燃料電池觸媒的優異氧化還原觸媒活性。推測其原因在於構造的緊緻化,俾使鐵原子穩固地固定,即使在酸性電解質中仍是呈現穩定的鐵錯合物。今後研究團隊將進一步推動鐵錯合物構造的最佳化研究,達到更高等級的觸媒活性,期藉此促進燃料電車非白金化的目標實現。

 

 


資料來源: https://www.kumamoto-u.ac.jp/whatsnew/sizen/20211004
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