入学資料請求
サイト内検索
  • 文字サイズ
  • 小
  • 中
  • 大
大学紹介
学部・大学院・研究所
附属病院・附属施設等
学生生活・就職情報
教育・研究
国際・社会連携
入試
  • 受験生の皆様
  • 在学生の皆様
  • 卒業生の皆様
  • 企業・研究者の皆様
  • 地域の皆様
    • テスト
    • テスト
    • テスト
    学部・大学院
    病院 大学教育機構
    • 大学教育センター
    • アドミッションセンター
    • 学生支援センター
    • 動物医療センター
    • 留学生センター
    大学研究推進機構
    • 産学公連携センター
    • 知的財産センター
    • 総合科学実験センター
    • 機器分析実験施設
    • 生体分析実験施設
    • 実験動物施設
    • アイソトープ分析施設
    • アイソトープ実験施設
    • 遺伝子実験施設
    • 排水処理センター
    • 研究推進戦略部
    • URA室
    大学情報機構
    • 図書館
    • メディア基盤センター
    教育学部
    • 付属教育実践総合センター
    • 付属山口小学校
    • 付属光小学校
    • 付属山口中学校
    • 付属幼稚園
    • 付属特別支援学校
    経済学部
    • 東亜経済研究所
    • 商品資料館
    工学部
    • 付属ものづくり創成センター
    • 付属工学教育研究センター
    農学部
    • 付属農場
    • 付属中高温微生物研究センター
    教育学研究科
    • 付属臨床心理センター
    医学系研究科
    • 付属修復医学教育研究センター
    研究所等
    • 時間学研究所
    • 大学評価室
    • エクステンションセンター
    • 東京事務所
    • パソコンSOSセンター
    • (有)山口ティー・エル・オー
    学生生活・就職情報
    教育・研究
    国際・社会連携
    入試
    受験生のみなさま
    在校生のみなさま
    卒業生のみなさま
    企業・研修者の皆様
    地域の皆様
    教職員(学内限定)
    ホーム > 新着ニュース > 2020年 > ダイヤモンド状炭素で燃料電池触媒を実現-創成科学研究科本多謙介教授らの研究成果が「Diamond and Related Materials」誌に掲載されました

    ダイヤモンド状炭素で燃料電池触媒を実現-創成科学研究科本多謙介教授らの研究成果が「Diamond and Related Materials」誌に掲載されました

     山口大学大学院創成科学研究科の本多謙介教授のグループは燃料電池の触媒に高価な白金を使わない技術を開発しました。硬質の炭素材「ダイヤモンドライクカーボン(DLC)」の表面で官能基(有機化合物を特徴づける原子団)を制御し、高い物理的安定性および表面制御による高い触媒活性を有するDLC触媒を実現したことから、DLCを燃料電池などの電池電極材料や電解工業等で用いる電極材料へと応用することが可能となり、新たな触媒電極開発に広がることが期待されます。

     この研究成果は英文科学雑誌「Diamond and Related Materials」に掲載されました。

     

    【概要】

     燃料電池の内部では、酸素還元に必要な触媒として、白金などの貴金属触媒が用いられます。しかし、貴金属は高価で資源量も限られることから、燃料電池の低コスト・長寿命化に向けて、新しい触媒の開発が必要不可欠となっています。安価で資源量の豊富な非白金触媒として炭素系触媒が注目を集めていますが、その多くは鉛筆の芯と同じ材料のグラファイトを用いて酸素還元触媒を実現しようとするものです。グラファイトは非常にもろく、物理的安定性が低い材料であるため、グラファイトベースの酸素還元触媒は燃料電池内部で消耗劣化するとの報告がなされています。そのような問題を解決するため、物理的安定性が高いダイヤモンドライクカーボン(アモルファス構造の炭素材料:DLC)を用いて研究を行いました。DLCの表面において表面官能基を制御する手法を開発し、電気化学的に酸素還元反応を起こすことができる触媒材料の具現化に世界で初めて成功しました。

    図 ダイヤモンドライクカーボン触媒における酸素還元反応

     

    【ポイント】

     1. DLCはダイヤモンドに次ぐ非常に高い硬度を示すだけでなく、物理的、化学的に非常に安定な材料です。本多教授の研究グループは酸素を含む特定の官能基を表面に修飾する手法を開発し、電気化学的に酸素を還元する活性を発現させることが可能となりました。
     2. 酸素還元の活性サイトにつきましては、これまで詳しく述べられた論文がありませんでしたが、本多教授の研究グループは表面官能基の触媒活性における機能を特定し、キノン基が酸素還元反応を促進し、カルボキシ基が過酸化水素還元に寄与することを初めて報告しました。
     3. 今回開発に成功したアモルファスカーボン酸素還元触媒は、DLCのもつ高い物理的安定性により、燃料電池内部での酸素還元反応において高い安定性と高い触媒活性を両立することから、グラファイトに対して優位性を示しています。

     

    【今後の展望】

     今回実現した、高い物理的安定性および表面制御による高い触媒活性の発現により、ダイヤモンドライクカーボンを燃料電池などの電池電極材料や電解工業等で用いる電極材料へと応用し、新たな触媒電極開発に広げることが期待されます。

     

    【論文掲載】

     本研究成果は、科学雑誌“Diamond and Related Materials”2020年8月号に掲載されました。
    Kensuke Honda, Yuta Waki, Akari Matsumoto, Bunta Kondo, Yohsuke Shimai
    “Amorphous carbon having higher catalytic activity toward oxygen reduction reaction: Quinone and carboxy groups introduced onto its surface”, Diamond & Related Materials 107 (2020) 107900
    Link: https://www.sciencedirect.com/journal/diamond-and-related-materials/vol/107/suppl/C

     

    このページのTOPへ
    プライバシーポリシー
    吉田キャンパス
    〒753-8511 山口市吉田1677-1
    083-933-5000(代表)
    小串キャンパス
    〒755-8505 宇部市南小串1-1-1
    0836-22-2111
    常盤キャンパス
    〒755-8611 宇部市常盤台2-16-1
    0836-85-9005
    Copyright(C) 2013 YAMAGUCHI UNIVERSITY All right reserved.