シリカでの被覆によるカーボンナノチューブ担持金属ナノ粒子触媒の高機能化

概要

論文の詳細を見る
カーボンナノチューブ（CNT）は，その構造に由来する特異な特性を有するため，触媒担体への応用が検討されている。しかし，CNT表面は化学的に不活性であるため，ナノサイズの金属粒子の固定化が難しい。また，CNT上の金属ナノ粒子は，触媒反応条件下で容易にシンタリング，脱落する問題もある。我々は，CNT担持金属ナノ粒子を厚さ数nmのシリカ層で被覆することに成功している。CNT担持金属触媒をシリカで被覆することで，触媒活性を損なうことなく，金属粒子のシンタリングおよび脱落を抑制することができる。さらに我々は，シリカ被覆CNT担持金属触媒を固体高分子形燃料電池のカソードに応用している。燃料電池のPtカソード触媒は高い正電位，酸素雰囲気などの厳しい条件にさらされるため，Ptのシンタリングおよび溶出により失活するが，シリカで被覆することでPt触媒の失活が抑制される。このシリカでの被覆法を応用して電極触媒の非Pt化も検討している。すなわち，Pd/CNT触媒は高い酸素還元活性を示すものの，カソード条件下でPdが速やかに溶出することで失活するが，シリカ被覆Pd/CNTは高い酸素還元活性と優れた耐久性を示す。