貴金属、レアアースを使わない高性能排ガス触媒の開発に成功

東北大学は、物質・材料研究機構と共同で、貴金属や希土類元素を一切使わない高性能排ガス触媒、ナノポーラスNiCuMnO金属複合化合物を開発しました。JST戦略的創造研究推進事業において、東北大学の原子分子材料科学高等研究機構の藤田 武志 准教授は、物質・材料研究機構の阿部 英樹 主幹研究員と共同で、貴金属 (レアメタル) や希土類元素 (レアアース) を一切使わない高性能排ガス触媒、ナノポーラスNiCuMnO金属複合化合物を開発しました。

概要

これまで、プラチナ (Pt) 、パラジウム (Pd) などの貴金属やセリウム酸化物 (CeO2) などのレアアースの酸化物が自動車用排ガスに使用されています。しかし、資源が偏在し、資源量が限られていることや、市場の価格変動が大きいことなどから、それらの元素を含まない排ガス触媒の開発が求められていました。

藤田准教授は、銅・ニッケル・マンガンの合金からマンガンを選択腐食することで、ナノポーラスNiCuMnO金属複合化合物を開発しました。排ガスの成分である一酸化炭素 (CO) や一酸化窒素 (NO) の除去反応として知られるCO酸化・NO還元反応に活性であり、長時間の高温使用にも耐えられる特有のナノ構造になっていることを明らかにしました。また、世界で初めてNO還元反応の様子を透過電子顕微鏡によってその場観察することにも成功し、その特有のナノ構造が触媒反応によって引き起こされることを突き止めました。

この触媒は、合金粉末を酸に漬けるだけで作製できるため、大量生産が可能です。また、得られた触媒の設計指針を応用した、さらなる高性能な排ガス触媒の開発が期待されます。

本研究成果は、2016年2月3日 (ドイツ時間) にWiley社出版のドイツ国際科学誌「Advanced Functional Materials」のオンライン速報版で公開されます。

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