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2013年4月 5日 (金)

新しい構造を持つ金属ルテニウム触媒の開発に世界で初めて成功

平成25年4月4日
京都大学
科学技術振興機構(JST)
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 京都大学 大学院理学研究科の北川 宏
教授の研究グループは、面心立方格子
(fcc)構造を有する金属ルテニウム
(Ru)触媒の開発に成功しました。
 
 従来のRu触媒では、六方最密格子
(hcp)の構造をとるものしか知られて
いませんでした。
 
 今回、化学的還元法によりRuの
原子配列を精密に制御することで、初めて
fcc構造を有するRu触媒を得ることに
成功したものです。
 
 家庭で使用されている燃料電池
コジェネレーションシステム
「エネファーム」で、金属Ru触媒は
レアメタルである白金の耐被毒触媒として
使用されています。
 
 今回開発されたfcc-Ru触媒は
従来のhcp-Ru触媒の性能を凌ぐ
ものです。
 
 このことにより、エネファームの
耐用年数が画期的に延びることが期待
されます。
 
 従来のルテニウム(Ru)は、
六方最密格子(hcp)構造を有し、
高価で希少な白金族元素の1つです。
 この金属Ruは、有機合成反応用の
触媒をはじめとして、家庭用燃料電池
エネファームでの一酸化炭素被毒触媒、
アンモニア合成触媒、NOxなどの
排ガス浄化触媒、白金フリーな
燃料電池電極触媒など、社会で広く利用
されている極めて有用な触媒です。
 
 最近ではコンピューターやDVD用の
ハードディスク容量を増大させるための
メモリ材料としても利用されています。
 
 これらの材料として使用される際には、
主にナノメートルサイズの金属微粒子
として用いられていますが、
このRuナノ粒子も既知のhcp構造を
有するものでした。
 
 今回開発されたfcc-Ru触媒は、
既存のhcp-Ruに比べて、有害な
一酸化炭素を除去する性能がより優れて
いることがわかりました。
 
 以上の研究成果は、言い換えれば、
新しい金属Ruを発見したということで
あり、エネファームで耐被毒触媒として
使われている従来の金属Ruの性能を凌ぐ
ものです。
 このことにより、燃料電池で使用されて
いる高価な白金触媒の耐久性が向上し、
エネファームの耐用年数が画期的に延びる
ことが期待されます。
 
 独立行政法人 科学技術振興機構
(JST) 戦略的創造研究推進事業
チーム型研究(CREST)の研究領域
「元素戦略を基軸とする物質・材料の
革新的機能の創出」における研究課題
「元素間融合を基軸とする新機能性物質
・材料の開発」の一環として行われたもの
です。
 
 本研究成果は、米国化学会誌
「Journal of the 
American Chemical
 Society」のオンライン速報版
で公開される予定です。
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>エネファームの耐用年数が画期的に
>延びることが期待されます。
 
 画期的とは具体的には何年延びると
言っているのかな?
 
 製品化とのギャップがまだあるので
具体的な値はまだ言えないということ
だと思うけれど、せめて5年とか10年の
オーダーだとかは言って欲しい。
 
 どの位期待出来るものなのか
分からない。

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