排ガス触媒に必須の希少物質・ロジウム(Rh)の代替物質を日本の研究チームが開発

大分大学工学部の永岡勝俊 准教授らの研究チームは、パラジウム(Pd)とルテニウム(Ru)からなる合金ナノ粒子で、自動車排ガス触媒のロジウム(Rh)を代替できることを明らかにしたと、発表しました。

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ロジウムは産業上重要な貴金属で、自動車の排ガス浄化用触媒に大部分が使用されていますが、希少で高価なため、ロジウムと置き換えることのできる新しい物質の開発が求められていました。

研究チームはRhよりも資源量が豊富なPdとRuに注目し、ナノサイズ化と化学的還元の手法を駆使することで,PdとRuが原子レベルで混合した固溶型合金ナノ粒子を合成、自動車排ガス中の窒素酸化物(NOx)の浄化に対する触媒活性を調べました。

その結果、開発したPd-Ru固溶型合金ナノ粒子がRhをしのぐ触媒性能を持つことを発見したということです。

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さらに、PdRu固溶型合金がRhに非常によく似た電子的特徴を持っており、PdRu固溶型合金が「擬似ロジウム」として振る舞うことを明らかにしました。

開発したPdRu固溶型合金ナノ粒子は、触媒化学のみならず様々な分野で擬似ロジウムとしての応用が期待できます。さらに、今回の研究成果のコンセプトをさまざまな元素の組み合わせに拡張することで、さらなる新物質の開発、機能の発現が期待できます。

今回の研究成果は,2016年6月24日にNature Publishing Groupの電子ジャーナル「Scientific Reports」で公開されました。

今回の研究チームには、他に九州大学稲盛フロンティア研究センターの古山通久 教授、九州大学大学院工学研究院の松村晶 教授、京都大学大学院理学研究科の北川宏 教授らが参加しています。

(山内 博・画像:Scientific Reports)

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