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

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NO還元の耐久試験後のナノポーラスNiCuMnOの走査透過電子顕微鏡像と選択場所(黄色点線枠内)での元素マッピング像
NO還元の耐久試験後のナノポーラスNiCuMnOの走査透過電子顕微鏡像と選択場所(黄色点線枠内)での元素マッピング像 全 2 枚 拡大写真
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、レアメタルや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た。

自動車用排ガスには、プラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)などのレアメタルや、セリウム酸化物(CeO2)などのレアアースの酸化物が使用されている。これらは資源が偏在し、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、これら元素を含まない排ガス触媒の開発が求められていた。

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、長時間の高温使用にも耐えられるナノ構造になっていることを明らかにした。

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、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。今回得られた触媒の設計指針を応用して高性能な排ガス触媒の開発が見込まれる。

今回の研究成果は2月3日(ドイツ時間)にWiley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た。

《レスポンス編集部》

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