今回、東北大学東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)で研究を進めている3次元ナノ多孔質グラフェンのナノ粒子を用いたボトムアップ型新規作成法の開発と作製したグラフェンを用いた白金を使用しない水素発生電極に成功しました。
３次元ナノ多孔質グラフェンなどの炭素材料は材料は炭素だけからなるために安いとされていますが、高性能な能力を持たせようとすると作製コストが白金以上に掛かってしまい、トータルとしてみると実は安くないなどといった問題がありました。そこで本研究は多孔質炭素材料を作製するのに必要であった作製工程を簡略化してワンステップで多孔質グラフェンを作製できるような手法の開発を試みました。（詳細はプレスリリース）また、触媒機能を有していない化学的に安定なグラフェンを触媒として使用するために、新しい手法で化学元素ドープを行いました。（詳細はプレスリリース）これにより、従来２次元グラフェンのネックであった触媒能力を2-3倍程度改善することに成功し、大量生産が視野に入った白金を使用しない水素発生電極の開発に繋がりました。現状の本電極は実用化に向けてまだまだ改良が必要ですが、実用的な電極を設計するときにどのようにすれば安く効率的な電極を作製できるかという指針を示しました。今後は、生産能力の高いナノ粒子を用いることでナノ多孔質グラフェンの大量生産へのプロセス開発への挑戦も続けていきたいと思います。
詳細はこちらからプレスリリースしておりますのでご覧ください。
論文は・・・残念ながら有料公開です。
タイトル
Correlation between Chemical Dopants and Topological Defects in Catalytically Active Nanoporous Graphene
付記：本研究はＪＳＴさきがけの支援を受けて実施されました。
伊藤良一
