燃料電池触媒

燃料電池触媒

触媒とは化学反応において、触媒自身は変化しないが、反応速度を変化させる物質。燃料電池では正極板と負極板に用いられる。燃料電池セルは正極板と負極板がイオン交換膜である電解質膜をはさむ5層構造でMEA(Membrane Electrode Assembly)と呼はれる。

電極は触媒層と外側のガス拡散層の2層で構成され、カーボン担架白金ナノ微粒子触媒が使用される。触媒作用をする白金ナノ微粒子は5nm程度(0.005μm)。

燃料電池セルの正極(酸素極)と負極(水素極)はカーボンかステンレスのセパレーターで仕切られる。セパレーターには数多くの細い溝があり、この溝に正極に酸化剤(酸素)を、負極に還元剤(水素燃料)を供給することにより反応が起こり発電する。

触媒には白金が大量に使用される。白金は希少かつ高価な金属であるため、燃料電池車の低コスト化には白金使用量の削減が課題となる。そのため、合金化による白金減量の研究が行われている。単純に白金量を単に減らすだけでなく、異種金属との融合により電子的・幾何学的影響で白金の触媒特性の向上が求められる。

画像は田中貴金属工業製燃料電池触媒。

サイズ

5nm程度(0.005μm)

材質

白金触媒

工法

炭素→(加熱)→活性炭→(加熱)→炭素触媒→(白金メッキ)→金属触媒

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