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利用1节干电池电解水（摄影：斯坦福大学)

       美国斯坦福大学开发出了可在1.5V的低电压下、以与铂（Pt）一样高的效率电解水的新型催化剂。这种催化剂的材料成本比铂低很多，还能量产，因此可以低成本量产燃料电池使用的氢气（H₂）。

       在水电解中，用于阴极和阳极的新型催化剂是不同的。阴极用催化剂是将镍（Ni）与其氧化物（NiO）的复合粒子附着在氧化多壁碳纳米管（MWCNT）上而制成的（图1）。阳极用催化剂是由镍铁（Fe）合金构成的层状双氢氧化物（LDH）。这种新型催化剂是由斯坦福大学化学系教授戴宏杰的研发小组开发的。

NiO是提高性能的关键

       Ni在以前也被用作代替铂等贵金属催化剂的材料。镍的价格约为2美分/克，比价格接近50美元/克的铂便宜很多。但作为催化剂的效果比铂差很远。

       这次，戴宏杰等人通过在阴极用催化剂中采用Ni与NiO的复合粒子，实现了接近铂的催化剂效果。复合粒子的直径为8～15nm，是以Ni粒子为核心，在其周围覆盖NiO制成的。不过，NiO层不均匀，有很多部分Ni裸露在外面。

       戴宏杰等人通过几组对照实验发现，Ni或者NiO单独作为催化剂，性能都不高，关键是两者的复合粒子。

       MWCNT是在Ni粒子上附着NiO粒子使用的载体。没有MWCNT时，在相同条件下，NiO粒子不会附着，Ni粒子会长大^注1）。

注1）首先，将氢氧化镍（Ni（OH）₂）附着在MWCNT上，然后在Ar保护氛围下，在1.5torr（约200Pa）的低真空中，以300℃退火1小时，N（i OH）₂就会变成Ni/NiO₂复合粒子。

       使用这种催化剂时，室温下的电解电压为1.5～1.6V，温度为60℃时的电解电压为1.4V。在室温下，电解电压为1.5V时，电流密度为20mA/cm²，完全可以看到有氢气气泡从电极冒出。

       这种新型催化剂面临的课题是，催化剂保持高活性的时间只有数天。不过，最新数据表明，将催化剂活性的保持时间延长到数周乃至数月已有了眉目。（来源：日经BP社）産コ