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燃料電池用触媒安価に、白金の使用量が40分の1

2018-04-30 | 科学・技術
 電気通信大学岩沢康裕特任教授らは燃料電池に使う安価な触媒を開発した。触媒に含まれる高価な白金の使用量が従来の約40分の1になる。壊れにくく寿命も延びた。燃料電池車のコスト低減に役立つ。量産技術などを確立して2030年ごろの実用化を目指す。
 燃料電池は水素と酸素を反応させて発電する。既存の燃料電池車は1台約700万円と高価なのが普及の足かせとなっている。希少金属の白金の使用量を削減できれば、材料費を抑えられる。
 研究チームは白金とニッケルを有機溶媒に入れてセ氏130度で12時間加熱し、大きさ約9ナノ(ナノは10億分の1)メートルの粒子を作製。これを直径数マイクロ(マイクロは100万分の1)メートルのコイル状の炭素材料に付けて触媒にした。
 発電にかかわる反応の効率は従来の約30倍に高まった。触媒に使う白金は25%減り、40分の1の使用量で既存品と同等の性能を発揮できる。発電と停止を5万回繰り返しても、効率はほぼ落ちない。既存品は1万回で約4割下がるという。
 触媒の反応効率が高まれば燃料電池に水素を供給する圧力を下げられる可能性がある。燃料電池や水素貯蔵容器など関連装置の小型化に役立つ。
 ◆燃料電池用触媒
 触媒は、化学反応を促進する材料である。
 自動車向けに実用化が進む高分子固体電解質型燃料電池(PEFC)・DMFC(ダイレクトメタノール型燃料電池)では、水素を酸化して水素イオンと電子を取り出す反応を促進する。燃料電池の構成材料の中で、電解質と並んで最も重要な働きをする能動的な材料である。
 PEFCやDMFCでは、触媒材料としては白金(Pt)が使われる。Ptの表面に水素分子を吸着し、吸着点で分子から原子状態に解離させ、低い温度でも反応が起きやすくなる。
 Ptの埋蔵量はわずか8万t
 Ptは希少金属であり,世界全体の推定埋蔵量は約8万t程度と見られる。価格も3000円/gと高価な貴金属である。
 自動車向けの現状の白金使用量のままでは、1000万台の燃料電池車を作るとなると、世界中の白金を使っても足りない、という試算がされている。このため、例えば、トヨタ自動車は、Ptを従来の約1/10に削減できる燃料電池のセルを開発し、今後自動車用の燃料電池のスタックとしてモジュール化した場合に性能が確保できるかを検証していくとしている。

 天気は晴れ、このごろ晴れの日が続いている。畑に水を、まだ・・腰痛が治らない、歩くのはできる。
 近くの空き地で、小さな花を咲かせている”コゴメツメクサ”(と、思う)を見つけた。下(地面)を見ないと分からない。名(コゴメツメクサ)は、シロツメクサに似ているが全体に小さいことから。
 よく似た花に、”コメツブウマゴヤシ”がある。・・この花かも?。
 コゴメツメクサ(小米詰草)
 別名:米粒詰草(こめつぶつめくさ)、黄花詰草(きばなつめくさ)
 英名:Small hop clover、Suckling clover
 マメ科シャジクソウ属
 一年草
 原産地はヨーロッパ・西アジア、明治後期に渡来した雑草
 開花時期:4月~7月
 小さな(花径4mm位)黄色い花が、一面に咲くと見事