固体高分子形燃料電池用触媒を開発
昭和電工株式会社
昭和電工株式会社（社長：高橋恭平）は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（以下、NEDO）の酸化物系非貴金属触媒プロジェクト（プロジェクトリーダー：横浜国立大学 太田健一郎教授）に参加し、固体高分子形燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell、以下PEFC）用触媒として現行の白金等の貴金属に替わる、ニオブ（Nb）系あるいはチタン(Ti)系酸化物のそれぞれに炭素および窒素を配合した代替触媒の開発に成功した。
PEFCの触媒は、水素と酸素の化学反応を促進させる役割を担い、水素ガスが通過するアノード電極付近と酸素ガスが通過するカソード電極付近で使われる。現状は主に白金が触媒として使用されているが、高価でかつ埋蔵量に限りがあるためPEFC普及上の障害になっている。またカソード電極付近で使用されると触媒が溶解する恐れがあり、耐久性の観点からも代替可能な触媒の開発が強く求められている。
PEFCは、水素と酸素の化学反応によって発電することから、二酸化炭素の排出抑制や小型軽量化に適しており、燃料電池用自動車、携帯用燃料電池、家庭用燃料電池向けに大きく期待され、すでに一部で実用化が始まっている。Nb系あるいはTi系の触媒は白金より溶解度が低いことから、今回の開発の成功により、PEFCの大幅なコストダウンや長寿命化が可能となる。同社は今後、超微粒子製造技術や高伝導炭素材料等を活用して本代替触媒のさらなる性能向上と量産化技術の確立に取り組むとともに、様々な燃料電池部材の開発を行っていく。
【今回開発した白金代替触媒の性能】
(1)開放電圧(注1) ：1.00ボルト(V)以上
(2)耐久性(注2) ：500時間以上（性能確認試験は現在も継続実施しており本記録を更新中。）
(3)製造コスト ：500円/キロワット(kW)以下(注3)
(注1)開放電圧：発電開始時のアノード電極とカソ－ド電極の電気的高低差。電池高出力化のためには数値は大きいほど良い。白金触媒の場合、開放電圧は1.03Vから1.05Vである。
(注2)耐久性：5000時間を超えないと実用には耐えられないが、非貴金属触媒の場合、当面は100時間を開発目標としていた。
(注3)現状の白金触媒のコストと比較すると1/20以下となる。
