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2014年7月22日 (火)

パラジウムの水素吸蔵量と速度を倍増

2014年7月14日
サイエンスポータル科学ニュース
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 金属触媒の活性を飛躍させる成果が出た。
 
 パラジウム金属(Pd)ナノ結晶を、
金属イオンと有機配位子からなる
多孔性金属錯体(MOF)で被覆すると、被覆
していない場合に比べて水素吸蔵の量と
速度がそれぞれ2倍になることを、
京都大学大学院理学研究科の北川宏
(きたがわ ひろし)教授らが成功した。
 
 この新材料は水素の貯蔵材や分離膜、
燃料電池の電極触媒、高効率な
水素化反応触媒として期待される。
 
 7月14日付の英科学誌
ネイチャーマテリアルのオンライン版
に発表した。
 
 Pdは白金族元素の一つで、水素化反応や
自動車の排気ガス浄化用など多様な触媒
として使われ、燃料電池の電極触媒
としても利用されている。
 
 Pd自身の約1000倍の体積の水素を吸蔵
することができ、水素吸蔵金属や
水素分離膜としても実用化研究が盛んに
なされ、その性能向上が課題になっている。
 
 今回、研究グループは、形状制御した
Pdナノ結晶を作製して、その結晶表面の
原子配列を精密にコントロールしたところ、
水素の吸蔵スピードが変化した。
 
 1辺が8面体のPdナノ結晶は立方体の結晶
よりも水素吸蔵速度が1.5倍速いことを
示した。
 
 さらに、Pdナノ結晶の表面を厚さ数nm
(1nmは10億分の1m)のMOFで被覆すると、
水素吸蔵量と水素吸蔵・放出速度などの
特性が各2倍に向上することを確かめた。
 
 この成果は、ナノ結晶表面の構造制御や
MOFによる被覆化で、金属の材料特性が
格段に向上することを示した。
 
 このような水素吸蔵特性の飛躍的な向上
の原因は、Pdナノ結晶とMOFとの界面で
起こる電荷移動であることも突き止めた。
 
 さまざまな金属とMOFとの組み合わせは、
革新的な触媒や材料を創製する戦略の
一つになりなりそうだ。
 
 関連リンク
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 良さそうです。
 
>今回の私たちの発見が、水素吸蔵合金
>の研究開発の停滞を打破する突破口に
>なればと期待しています。
 と言っています。
 
 今後に期待ですね。

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