研究成果

これまでに創出した成果をご紹介します。

サブ課題C 成果例4

北海道大学 大学院理学研究院
NIMS ナノ材料科学環境拠点

武次 徹也
Andrey Lyalin(理論)、野口 秀典(実験)、魚崎 浩平(実験)

理論計算による酸素還元・水素発生機構の解明により、燃料電池の非白金系酸素還元触媒候補(BN/Au)の高機能化の知見が得られた。

実験-理論計算の協働により、燃料電池の非白金触媒候補として、BN/Auが酸素還元能を示すことを実証していたが、酸素は過酸化水素までしか還元されなかった(2014年)。今回、BN/Au上にAuナノ粒子を担持した材料を電極触媒に用いることにより酸素が水まで還元されることを実証し[1]、さらにBNのサイズを制御することによりBN/Auがきわめて高い水素発生能を持つことを実証した[2]。

[1] G. Elumalai, H. Noguchi, A. Lyalin, T. Taketsugu, and K. Uosaki, Electrochemistry Communications, 66, 53–57 (2016).
[2] K. Uosaki, G. Elumalai, H. C. Dinh, A. Lyalin, T. Taketsugu, and H. Noguchi, Scientific Reports, (2016). DOI:10.1038/srep32217.

AuナノクラスターをBN/Au(111) に担持することによりO*中間体が安定化し、4電子還元による水生成が可能に。

BN island/AuへのH吸着構造。高効率水素発生を示すことを実証