人工ロジウムの開発に成功

人工ロジウムの開発に成功

～価格は１／３に、性能はロジウムを

凌駕～

平成２６年１月２２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、パラジウム（Ｐｄ）

とルテニウム（Ｒｕ）が原子レベルで

混ざった新しい合金の開発に成功しました。

　従来ＰｄとＲｕは２０００℃以上の液体

の状態においても相分離注１）する、

言わば水と油の関係であり、原子レベルで

混じらないのが常識でした。

　今回、ナノサイズ効果に注目し、

化学的還元法により、ＰｄとＲｕが初めて

原子レベルで固溶した合金ナノ粒子を

得ることに成功しました。

　この合金は、周期表上でＲｕとＰｄの

間に位置する最も高価なロジウム（Ｒｈ）

と等価な電子状態を持つことから、

価格が１／３の人工的なロジウムとして

期待されます。

　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」では、金属Ｒｕ触媒が

稀少金属の白金の耐被毒触媒として使用

されています。

　今回開発したＰｄとＲｕが原子レベルで

混ざった合金触媒は、現在実用化されて

いるＲｕ触媒に比べて、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。

　また、ＲｕとＰｄ元素の中間位置に存在

するＲｈの触媒活性よりも優れています

（図１）。

　以上の研究成果は、言い換えれば、

ＰｄとＲｕを混ぜることによりこれまで

存在し得なかったＰｄ１－ＸＲｕＸ

（０＜ｘ＜１）という新元素とも言える

物質を発見したということです。

　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。

　また、自動車排ガス浄化触媒として

使われるロジウム触媒の性能を凌ぐことが

期待され、最も高価な貴金属元素である

ロジウムの価格を１／３以下に下げるもの

です。

　今後、コストの関係でロジウムを使用

できない場面においても今回開発した合金

を用いることで、ロジウムと同等もしくは

それ以上の性能を発揮することが可能と

なります。

　今回の研究は、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、当該分野トップジャーナル

である米国化学会誌

「Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　

Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ

　Ｓｏｃｉｅｔｙ」のオンライン速報版

で近日中に公開される予定です。

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　これまた素晴らしい。

＞以上の研究成果は、言い換えれば、

＞ＰｄとＲｕを混ぜることにより

＞これまで存在し得なかった

＞Ｐｄ１－ＸＲｕＸ（０＜ｘ＜１）

＞という新元素とも言える物質を発見

＞したということです。

　ということで、以下のことが実現

されます。

1.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。

2.また、自動車排ガス浄化触媒として

　使われるロジウム触媒の性能を凌ぐ

　ことが期待され、最も高価な

　貴金属元素であるロジウムの価格を

　１／３以下に下げるものです。

　とのことです。

　今後に期待ですね。