由京都大学、信州大学、名古屋大学以及九州大学的科研人员组成的研究小组成功开发出一种高耐久性多元素纳米合金催化剂,该催化剂超越在汽车尾气净化方面具有最高性能的铑(Rh)。
Rh在工业中是极为重要的战略元素,且只能净化氮氧化物(NOx),因此其90%以上的产量都用于汽车的尾气净化用催化剂。然而,当前全球进一步强化汽车尾气排放法规,因此对稀有Rh的需求显著增加,并在2021年1月创下了每克约76000日元(约4505元)的历史最高记录。
在这样的背景下,汽车行业急需开发一种价格便宜且性能可与Rh相匹敌的新物质。此前,研究小组已经首次成功地在原子级上将资源量比Rh丰富的钯(Pd)和钌(Ru)混合,并发现该混合物用于净化汽车尾气主要成分NOx的催化活性超越了Rh。然而,这种PdRu纳米合金尚存在以下问题:其在高温下的尾气净化反应过程中,结构崩塌,从而导致活性劣化。
此次,该研究小组通过向PdRu纳米合金中添加第三种元素,成功开发了各种纳米合金,这些合金可以增加构型熵、并稳定高温下固溶体结构,并发现PdRu铱(Ir)纳米合金比PdRu和Rh更具活性和耐久性。
PdRuM固溶纳米合金尾气净化催化剂
背景
自20世纪70年代以来,全球都在为减少汽车尾气中的污染物排放而努力。在开发了一种可同时净化三种有毒气体——尾气主要成分一氧化碳(CO)、未燃碳氢化合物(Hydrocar