非貴金属分子燃料電池の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05727
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松本 崇弘 九州大学, 工学研究院, 准教授 (90570987)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 分子触媒 / 酵素モデル / 燃料電池 / 水素 / 酸素

研究成果の概要

資源・環境・エネルギー問題は、早急に取り組むべき研究課題である。燃料電池は、排出物が水のみであるクリーンな電池であり、火力発電や原子力発電に替わる、またはその補助的な発電システムとして期待されている。その中でも出力密度が大きく、小型化が可能な固体高分子形燃料電池は、移動用電源として有用であり、最近では自動車に搭載され、実用化されつつある。しかし、その電極触媒には、未だに枯渇性資源の白金を使用しているため、移動用電源としての普及は実質的に不可能である。本研究では、自然界に存在する酵素を範とする脱白金分子燃料電池の開発に成功した。

自由記述の分野

錯体化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

固体高分子形燃料電池は、自動車や家庭用電源のような小型移動用電源として実用化されつつあるが、現状ではいくつか問題点がある：（１）電極触媒に枯渇性資源の白金を使用していること、（２）水素に極微量含まれる一酸化炭素でアノード触媒が被毒されてしまうこと、（３）酸素の不完全還元から生成される過酸化水素が高酸化力を持つオキシラジカルに変換し、電極や固体高分子膜を分解することである。本研究の成果は、これらの問題に対し、自然界に存在する酵素から学び、その解決の糸口を見つけるものであり、今後の燃料電池開発事業の糧になるものと思われる。