JST戦略的創造研究推進事業において,東北大学は,物質・材料研究機構(NIMS)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た(ニュースリリース)。
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る。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た。
研究グループは,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。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るとしている。
関連記事「筑波大,白金に代わる燃料電池触媒開発に道」「北大ら,産学連携で排ガス用触媒をXFEL観察」「九大,有害物質を有用物質に変換するバイオ光触媒を開発」