名古屋大學與早稻田大學成功開發了一項適用於甲醇燃料電池的高性能觸媒。此次研究團隊成功地實現了由白金等5種金屬組成、具有中孔洞(Mesoporous)結構之單晶高熵合金(HEA)的奈米級多孔質合成。本研究中,研究團隊開發出一項全新的合成技術,同時解決了「單晶結構×多孔質結構×高熵合金」這三大難題。研究團隊利用含有界面活性劑的「軟化學合成法(Soft Chemical Synthesis)」,將白金族金屬(Pt、Pd、Ru、Ir、Rh)均勻混合成合金,並以微胞(Micelle)結構作為模板,成功合成出奈米級的中孔洞球狀合金粒子。
經過實驗確認,相較於既有的白金觸媒(Pt-C),在甲醇氧化反應中,新觸媒的電流密度最高可達2.9倍(以每單位觸媒計算;若以昂貴的白金重量換算,則可達4.5倍)。此外,在經過2,500次以上的充放電循環後,仍能維持最高性能的93%(市售白金觸媒僅為60%)。
此次的研究成果可望有助於實現脫碳社會所需之潔淨能源技術的發展,尤其是在甲醇燃料電池等次世代能源裝置方面,將能作為一種高效率、長壽命的觸媒予以應用。此外,新合成方法亦可應用於其他金屬系材料,不僅限於觸媒領域,預期可擴展至感測器、電子材料、環境淨化材料等領域,產生廣泛的波及效應。