東北大、低温条件下で酸素吸蔵放出能を示す酸化セリウムナノロッド材料開発

東北大学(東北大)は12月14日、セリウムアルミニウム合金を70℃のアルカリ水溶液に浸漬するという手法により、極めて細い酸化セリウムナノロッドを高収率で作製することに成功したと発表した。

同成果は、同大学 原子分子材料科学高等研究機構 浅尾直樹 教授の研究グループと同機構 中山幸仁 准教授の研究グループによるもので、12月11日付けの独科学誌「Advanced Materials」に掲載された。

酸化セリウムは、酸化雰囲気下では酸素を取り込み、還元雰囲気下では酸素を供給する酸素吸蔵放出能を示す。このため、酸化セリウム系材料は、自動車の排気ガス浄化触媒の助触媒として利用されているが、低温下ではその機能が大きく低下することが知られている。近年、ガソリン車の飛躍的な燃費の向上やハイブリッド車の普及により、排気ガスを低温下で浄化する必要性が高まっている。

今回、同研究グループは、セリウムアルミニウム合金を出発原料として、これを70℃の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬するという極めて簡単な手法を独自に開発し、直径5～7nmと極めて細い酸化セリウムナノロッドを高収率で作製することに成功した。これに伴い、比表面積は200m²/g以上と極めて高いものとなっている。また、同材料は、200℃以下の低温においても酸素吸蔵放出機能が発現することが明らかになっている。

今後は、低温域における酸素吸蔵放出能発現機構の詳細な解明と、酸化セリウムナノロッドにジルコニウムなどの機能元素を添加して材料組成をコントロールすることで耐熱性についても検討していくとしている。