燃料電池用触媒の動向（2022年5月調査）
発刊日
2022/09/15
体裁
B5 / 37頁
資料コード
R64200702
PDFサイズ
7.2MB
PDFの基本仕様
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カテゴリ
調査資料詳細データ
調査概要
本調査レポートは、定期刊行物 Yano E plus 2022年6月号 に掲載されたものです。
リサーチ内容
～燃料電池用触媒として高価なPtが多用されているが、
機能や耐久性を高めてPtの使用量を減らすことが、急務～
1．燃料電池とは
1-1．自動車用燃料電池
1-2．定置型燃料電池
2．燃料電池用触媒とは
3．燃料電池用触媒の市場規模予測
【図・表1．自動車用燃料電池の国内およびWW市場規模推移と予測
（数量：2020-2025年予測）】
【図・表2．定置型燃料電池の国内およびWW市場規模推移と予測
（数量：2020-2025年予測）】
【図・表3．燃料電池用触媒の国内およびWW市場規模推移と予測
（金額：2020-2025年予測）】
4．燃料電池用触媒に関連する企業・研究機関の取組動向
4-1．石福金属興業株式会社
(1)石福金属興業の燃料電池用触媒の特徴
(2)担体設計：超高耐久導電性ダイヤモンドを適用した触媒の開発
(3)触媒成分：白金粒子の凝集による劣化を抑制するナノシート構造の触媒開発
【図1．NEDOプロジェクトの概要】
(4)触媒の事業化
4-2．国立大学法人九州大学
【図2．電極触媒の模式図(左)と開発触媒のTEM像(右)】
【図3．従来技術と開発技術の違い】
【図4．開発触媒の特長】
4-3．国立大学法人信州大学
（1）Ptコアシェルナノシート触媒
【図5．従来のコアシェルナノ粒子(左)と、新たに開発したPtコアシェルナノシート(右)】
(2)Pt単原子層ナノシート触媒
4-4．国立大学法人東京工業大学
(1)ポリイミドを熱処理し精製することで得られる触媒
【図6．PEFCの電極と触媒の模式図】
【図7．これまで提案された様々な活性点構造】
(2)進行中のNEDOプロジェクト：PEFCの非白金化に繋がる新物質として酸性電解質
中でも安定な十四員環Fe錯体による代替触媒を実現
①より高い触媒活性と安定性を備えるFe系熱処理型錯体モデル
【図8．芳香族十四員環Fe錯体のモデル】
②十四員環Fe錯体の作成と、触媒活性および安定性の検証
【図9．放射光分光による分析結果】
4-5．国立大学法人東北大学
(1)カソード：第3元素添加による燃料電池用触媒の性能向上
【図10．PEFCの内部構造】
【図11．作製したコアシェルモデル触媒の剛球体モデル図】
【図12．コアシェルモデル触媒の加速劣化試験中における界面Ir配置Pt/Pd
試料の活性・耐久性向上イメージと触媒活性（酸素還元反応活性）の推移】
(2)アノード：IrおよびIr-Pt合金単結晶モデル触媒の
水素酸化反応および過酸化水素発生特性
【図13．H2O2発生を起点とした膜劣化のメカニズム】
【図14．アノードモデル触媒の HORおよびH2O2発生特性を調べる実験方法】
①Ir単結晶(111)、(100)、(110)モデル
【図15．Ir単結晶モデルのHOR特性】
【図16．Ir単結晶モデルのH2O2発生特性】
②Ir(111)基板表面に構築したIr-Pt合金単結晶モデル
【図17．HOR特性とH2O2発生特性との関係】
4-6．国立大学法人山梨大学
(1)アノード：燃料電池の劣化を大幅に抑制する白金-コバルト合金水素極触媒を開発
①耐酸性を高めた白金スキン/白金-コバルト合金触媒
【図18．燃料電池作動時の各電極での反応(左)。水素極の拡大図：
過酸化水素発生とOHラジカルによる電解質膜の分解劣化(右)】
【図19．試作したPtスキン/PtCo合金触媒の電子顕微鏡写真】
②加速劣化試験による性能比較
【図20．水素極触媒のH2O2発生抑制効果の比較(左)、
および単セル加速劣化試験でのセル寿命の比較(右)】
(2)カソード：高効率・高出力・高耐久PEFCを実現する
革新的カソード触媒材料の開発
①セラミックス担体系触媒
【図21．セラミックス担体SnO2(左)と電極触媒Pt/SnO2のTEM像(右)】
【図22．Ptナノロッド担持Nb-SnO2触媒のTEM像(左)、
および非活性(中)と質量活性(右)の従来比較】
【図23．Pt/Nb-SnO2触媒の起動停止耐久性】
②カーボン担体系触媒
【図24．ネットワークOMC担持Pt触媒の構造(左上)、ネットワークOMC担体
(左下)およびOMC上のPt粒子の自己規則配列を示す電子顕微鏡像(右下)】
③静電塗工（スプレー）法
【図25．静電スプレー法の原理(上)および静電スプレー装置の外観(下)】
5．燃料電池用触媒の将来展望
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