筑波大学は，レアメタルの白金に代わる燃料電池炭素触媒の活性点を形成する窒素種を特定した（ニュースリリース）。

これまで窒素ドープ炭素材料が，燃料電池のカソード電極反応である酸素還元反応に対して高い触媒性能を示すことは広く知られていたが，どの部位で触媒反応が起きているかという触媒活性点については様々な提案が出されており，明らかにはされていなかった。

研究では特定の窒素種だけを持つモデル触媒を複数調製し，それらの触媒特性を比較・解析することにより，触媒活性点を形成する窒素種がピリジン型窒素と呼ばれる窒素種であることを特定した。

また，ピリジン型窒素が炭素材料に導入されると，ピリジン型窒素の隣のπ共役系を形成している炭素原子に局在化した電子準位が形成され，これがルイス塩基として機能するようになることが，二酸化炭素の吸着実験などから示された。

この結果より，窒素ドープ炭素材料の酸素還元反応に対する触媒活性点は，ピリジン型窒素の隣のルイス塩基となっている炭素原子であると結論付けられた。

触媒特性をもたらす窒素種を特定したことで，安価で豊富なグラファイト系炭素材料を用いた燃料電池電極触媒の設計指針が明確になった。これは，高価で希少な白金を代替する触媒開発の道筋が切り拓かれたことを意味しており，今後の燃料電池の本格普及に大きく貢献することが期待されるとしている。

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