燃料極と空気極の２つの電極

私は燃料電池の中の電極触媒を研究しています。

水の電気分解では電力を使って水に電圧をかけると、水素と酸素が発生しますが、燃料電池では逆に水素と酸素を反応させて電力と水を発生させます。燃料電池には燃料極と空気極という２つの電極がありますが、私はそのうち空気極の触媒を研究しています。

燃料電池自動車には高価な触媒

空気極では、酸素分子が水素イオンと電子によって還元されて水が生成する反応が進行していますが、その反応がどのくらいの速さで進行するかを決定づけるのが、「触媒」です。

現在実用化されている燃料電池自動車やエネファームでは、空気極の触媒に白金が用いられています。私は高価な白金が無くても作用する非白金触媒の実現を目指して、様々な触媒材料を合成し、その触媒活性を評価しています。

生体は最高のお手本

非白金触媒の最高のお手本は、私達生物です。生体内ではFeやNを含む酵素の働きによって、肺から吸収した酸素分子を還元しています。

そこでFeやNを含む高分子を熱処理にして炭素にしてみたり、FeやNを含む新しい錯体を有機化学の力を使って合成してみたりして、新しい触媒を開発しようとしています。

チャレンジングな研究テーマは上手くいかないことの方が多いです。私達の触媒の研究だと、チャンピオンデータが１年に１回更新できたら、大成功という感じです。「先生のいったとおりに触媒をつくってみたけど全然ダメだった。」ということが頻繁に起こるのが、先端研究の醍醐味だと思っています。