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《速報/人テク2017横浜》燃料電池用電極触媒【キャタラー:小間番号277】
燃料電池車(FCV)の心臓部品『FCスタック(燃料電池)』には『電極触媒』の化学反応が大きく貢献します。
当社の『電極触媒』は、世界初の量産型FCV(MIRAI/トヨタ)の車両課題を克服し、FCVの一般ユーザーへの普及開始に貢献しました。
■燃料電池車(FCV)とは?
燃料電池とは、乾電池などの一次電池や、充電してくり返し使用する二次電池のように、蓄えられた電気を取り出す『電池』とは異なり、水素と酸素の電気化学反応により発生した電気を継続的に取り出すことができる『発電装置』のこといいます。燃料電池は、水素を燃料として供給することで、酸素との電気化学反応により取り出される電気エネルギーを電力として利用します。
つまり、燃料電池車とは、水素と酸素を化学反応させて電気をつくる「燃料電池(=スタック)」を搭載し、モーターで走行するクルマです。ガソリンに代わる燃料である水素は、環境にやさしく、さまざまな原料からつくることができるエネルギーです。
■FCVの“走る”しくみ
ガソリンを燃やして動力とするガソリン自動車と違い、水素と酸素の化学反応でつくった電気によりモーターを動かして走行する自動車です。特長は、ガソリン(化石燃料)を燃やさないため、走行時に地球温暖化の原因となるCO₂(二酸化炭素)を排出しない究極のエコカーであることです。加えて、エンジンが無いため、騒音もほとんどなく、生活環境にもやさしい車です。
■燃料電池車のチカラの素“電極触媒”とは
電極触媒は、固体高分子型燃料電池の電極(※)に使われます。水を電気で分解すると、水素と酸素が発生しますが、燃料電池はその逆で、水素と酸素を反応させ水と電気を作り出します。電極触媒は、燃料電池の水素と酸素の反応を助けるために使われています。
※電極とは、電流を通す時の、電気が流れ出る方(=陽極/アノード)と流れ込む方(=陰極/カソード)との両端につけた導体であり、その対象物を働かせる、あるいは電気信号を測定するなどの目的で、電気的に接続する部分のことをいいます。
■燃料電池本体のしくみ
燃料電池が発電をおこなう部分は『スタック』と呼ばれ、このスタックはセパレーター(※)にはさみ込まれたMEA(※)の集合体で構成されています。個々のセパレーターには、燃料となる水素(燃料)や、酸素(空気)を流すための流路が形成され、MEAの燃料極(陽極/アノード)に水素、空気極(陰極/カソード)に酸素が供給されるようになっており、このMEAにおける電気化学反応により発電をおこなっています。
■触媒層に使用されている貴金属担持カーボン(当社技術)
極触媒は、燃料電池車の出力向上・H₂の燃費向上を決定する重要材料です。当社は、排ガス触媒と活性炭の技術を生かし、最先端の電極触媒をトヨタ自動車と共同で開発し、世界初の量産型燃料電池車採用されました。
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