東北大と産総研、ナノポーラス合金作製で新技術 化学エッチング不要、環境負荷低減

 東北大学と産業技術総合研究所は、環境に優しい手法でナノポーラス合金を作製する技術を開発したと発表した。真空環境下で加熱した際に合金中の各元素の蒸気圧が異なる性質を利用する「気相脱合金法」と呼ばれる手法で、化学エッチングが不要なほか、蒸発した元素を完全に回収できる利点もある。

 共同研究グループは、コバルトと亜鉛を機械的に混合後、誘導加熱炉で溶解・冷却することで単相コバルト亜鉛合金を作製し、その後コバルトと亜鉛の間の大きな蒸気圧差を利用して適切な熱処理により、亜鉛を選択的に除去した。同研究では、温度、時間、圧力を制御することで細孔サイズをナノ~マイクロメートルの幅広い範囲で制御ができることも確認。また、真空度が細孔の形成に大きな影響を及ぼすこともわかった。

 ナノポーラス合金は大きい比表面積、高い導電率などの特性を持つことから触媒、エネルギー貯蔵などで幅広く使用されている。従来、その作製には電気化学的脱合金法が用いられてきたが、同手法は電気化学ポテンシャルが低く不動態化されたナノポーラス合金(白金、金、銀、銅など)の作製にのみ適したものだった。また、従来法ではエッチングプロセス中に化学廃棄物が生じることやエッチングされた金属の回収が困難なことが課題となっていた。

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