カリフォルニア大学リバーサイド校の研究者は、 安価で効率的な燃料電池代替触媒材料、天然ガスや石炭よりもクリーンな電力源です。

彼らの論文は、 S.

燃料電池は水素などの燃料を使用して、従来の燃焼源よりもクリーンで効率的なエネルギーを生成します。 さらに、商用発電所全体の稼働から XNUMX 台のラップトップの稼働まで、幅広い用途に使用できます。

たとえば、自動車産業では、従来のガソリン車と比較して、水素燃料電池を搭載した車両には、より高い効率、より静かな運転、より低い排出ガスなどの利点があります。 50 パーセント、さらには 90 パーセントも.

あらゆる良い点があるにもかかわらず、産業界は燃料電池を完全に導入するのが遅れています。 なぜ？ お金。 燃料電池の主要成分であるプラチナは、非常に高価なレアメタルです。

「私は以前、産業界で働いており、そこでは効率的な燃料電池およびバッテリー材料の作成に重点を置いていました」と氏は言いました。 デビッド・キサイラス、主任研究者、そして ウィンストン・チャン寄付教授 UCR のエネルギー イノベーション マーロン・アンド・ローズマリー・ボーンズ工科大学。 「この当時、コストが燃料電池開発を制限する主な要因の一つであり、プラチナがコストを押し上げている主な成分であることが知られていました。 したがって、私たちはプラチナと同等の性能を備えた、より手頃な価格の触媒を開発することを目指しました。」

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研究者らは、エレクトロスピニングと呼ばれる技術を通じて、白金よりも100倍以上安いコバルトなどの金属イオンでできた紙のように薄く、多孔質の高いカーボンナノファイバーのシートを作成した。 加熱すると、シート内のイオンが超微細な金属ナノ粒子を形成し、これがカーボンの高性能グラファイトカーボンへの変換を触媒しました。

この触媒材料は、水素の化学エネルギーを電気に変換する高分子電解質膜 (PEM) と呼ばれる燃料電池を作ります。 これは、自動車や電子機器に電力を供給する最も有望な燃料電池の XNUMX つです。

この触媒材料は、コバルトなどの比較的豊富で安価な金属イオンを使用しながら、白金と同等の性能を発揮しました。

「私たちが作成した材料の高性能の鍵は、化学と繊維の加工条件の組み合わせです」とキサイラス氏は声明で述べた。 「この顕著な電気化学的特性は、主に、活性部位が露出した金属酸化物と 3D 階層的多孔質黒鉛構造のエンジニアリングから得られる相乗効果によるものです。」

燃料電池車の価格引き下げ

Kisailus 氏によると、この材料の黒鉛繊維の性質により強度と耐久性が向上し、燃料電池触媒としてだけでなく、構造部品としても使用できる可能性があるとのことです。

たとえば、新しい触媒材料を使用すると、自動車メーカーはボンネットなどの車両の構造部品を、車の動力を補助する機能要素に変えることができるようになるかもしれません。

「高性能車を作る上で重要な課題は、安全性や性能に影響を与えることなく、車両本体の重量とバッテリーや燃料電池の余分な重量の両方を軽減することです」とキサイラス氏は声明で述べた。

しかし少なくとも、プラチナよりもはるかに安価な金属で作られたこの新素材により、自動車メーカーは手頃な価格の燃料電池車を製造できるようになる。

「新しい触媒がより効率的な自動車を生み出すとは主張しませんが、それによって自動車が手頃な価格になり、したがって一般の人々がよりアクセスしやすくなるでしょう」とキサイラス氏は述べた。

研究者らは技術の拡張を計画している。  

「私たちは、性能を維持しながらこれらの材料を大量に生産できるようにしたいと考えています」とキサイラス氏は語った。 「この記事が公開されて以来、すでに XNUMX 社から協力したいと連絡がありました。 現在、スタートアップ企業を検討中です。」