分子構造の制御により、非白金触媒で燃料電池の高性能化に成功

―レアメタル不要な高出力触媒により、脱白金・安価な次世代燃料電池の実現に期待―

2026年9月29日 11:00

研究者情報

〇材料科学高等研究所　教授　藪浩
研究室ウェブサイト
Press release in English

発表のポイント

燃料電池の正極触媒として用いられる白金炭素の代替として、安価で資源制約のない金属錯体青色顔料（鉄テトラアザフタロシアニン）を炭素に担持した触媒を使用しました。
分子構造の最適化によりアニオン交換膜（AEM）型燃料電池^（注1）において、従来の金属錯体系触媒を上回る900 mW/cm²を超える出力を実現しました。
400 mA/cm²の一定電流密度下において、少ない電圧低下かつ35時間の耐久性を確認し、実作動環境での安定性を実証しました。

発表概要

燃料電池の実用化に向けて高価な白金に代わる非貴金属触媒の開発が求められる一方、従来の非白金系触媒では出力不足と耐久性の低さが課題とされてきました。
東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の藪浩教授とイスラエル工科大学（Technion）のDario R. Dekel教授らの研究グループは、北海道大学電子科学研究所の松尾保孝教授および東北大学発スタートアップ企業のAZUL Energy株式会社（仙台市、伊藤晃寿社長）と共同で、安価で資源制約のない金属錯体青色顔料を炭素に担持した触媒を、アニオン交換膜（Anion Exchange Membrane, AEM）型燃料電池の正極触媒である白金炭素（Pt/C）の代替触媒として使用し、その分子構造を最適化することで、従来の金属錯体触媒を凌駕する900 mW/cm²の出力と高い耐久性を実現しました。本触媒は、レアメタルを使わない高出力な燃料電池を実現するための重要な技術として期待されます。
本研究成果は、現地時間の9月26日に米国化学会が発行する学術誌ACS Catalysisのオンライン速報版に掲載されました。



図1. 青色顔料触媒の分子構造と触媒の調製方法

用語解説

注1. アニオン交換膜（AEM）型燃料電池：水酸化物イオンなどの陰イオンを通す膜を電解質に用い、アルカリ性環境で作動する燃料電池。非白金系触媒を利用しやすい特徴があります。

論文情報

タイトル：Advanced Metal-Phthalocyanine-based Catalysts with Enhanced Oxygen Reduction Reaction Activity for High-Performance Anion-Exchange Membrane Fuel Cells
著者：John C. Douglin, Kosuke Ishibashi, Yutaro Hirai, Yasutaka Matsuo, Koji Suto, Pankaj Kumar, Maytal Caspary Toroker, Hiroshi Yabu, Dario R. Dekel
*責任著者：東北大学　材料科学高等研究所　教授　藪　浩
イスラエル工科大学（Technion）　教授　Dario R. Dekel
掲載誌：ACS Catalysis
DOI：10.1021/acscatal.6c03312


詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）
教授　藪 浩
TEL: 022-217-5996
Email: hiroshi.yabu.d5*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
（報道に関すること）
東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）
広報戦略室
TEL: 022-217-6146
Email: aimr-outreach*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）






東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています