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京都大学、ロジウムの特性を持つ合金を開発

京都大学は2014年1月22日、パラジウム(Pd)とルテニウム(Ru)が原子レベルで混ざった新しい合金の開発に成功したと発表した。今回開発したPdとRuの合金は、この二つの金属の周期表の間にあるロジウム(Rh)と等価な電子状態を持つため、Rhと化学的特性が近い。PdとRuの合金はRhよりも安く、現在の市況で3分の1程度であるため、安価なRh代替品として利用できる可能性があるという。Rhは炭化水素や一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)を自動車の排ガスから除去する触媒(三元触媒)として利用されている。

また、今回の合金は、COをCO2にして酸化除去する触媒としての性能が高いことが明らかになった。COの酸化除去は、燃料電池のセルスタックで重要になる。従来はRuが使われていたが、Ruよりも酸化除去能力が高いため、燃料電池のセルスタックの長寿命化に寄与するという。

今回の合金にしたPdとRuはセ氏2000度以上の液体状態において相分離してしまうため、従来の合金製造法では合金にはならない。今回、PdとRuイオンが存在する溶液中でこれを還元する際、合金粒子がナノメートル(nm)サイズにとどまるようにすることで、固溶体合金を製造できたという。

PdとRuの周期表での位置、特性、結晶構造
一酸化炭素の酸化反応活性

(日経エレクトロニクス 中道理)

[Tech-On! 2014年1月23日掲載]

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