ナノフラワー状CuCo2S4をバイメタルシナジーを持つ高効率両機能電極触媒としてポリサルファイド/ヨウ化物レドックスフロー電池に利用
Nanoflower-like CuCo2S4 with Bimetallic Synergy as High-Performance Bifunctional Electrocatalyst for Polysulfide/Iodide Redox Flow Batteries
グラファイトフェルト上にナノフラワー状の超薄型CuCo2S4電極触媒を、熱水法と高温硫化を組み合わせて合成した。この触媒は、ユニークなナノフラワー構造、豊富な多価金属サイト、および強力なCu-Coバイメタルシナジーにより、ポリサルファイドとポリヨウ化物中間体に対して優れた吸着能力、小さい酸化還元ピーク電位差、低い電荷移動抵抗を示す。これをポリサルファイド/ヨウ化物レドックスフロー電池(SIFBs)に適用したところ、20 mA cm−2で0.29 Vという非常に低い電圧ギャップ、50サイクルにわたる62~66%の安定したエネルギー効率、そして400サイクル後も70%以上の高いエネルギー効率を維持する優れた長期サイクル安定性を実現した。この研究は、大規模エネルギー貯蔵用途向けの高性能・長寿命SIFBsに向けた高効率両機能電極触媒の構築に有効な戦略を提供するものである。
- ナノフラワー状CuCo2S4電極触媒を開発し、ポリサルファイド/ヨウ化物レドックスフロー電池(SIFBs)で20 mA cm−2の低電圧ギャップ(0.29V)と400サイクル後も70%超の高エネルギー効率を実証
本研究成果は、大規模エネルギー貯蔵向けレドックスフロー電池の性能課題(効率・耐久性)に対し、バイメタル硫化物の触媒設計でブレークスルーを示した点が注目に値する。レドックスフロー電池は太陽光・風力の出力変動対策として需要が高まっており、電極触媒の高性能化はシステムコスト低減につながる。ただし、現時点ではラボスケールの基礎研究段階であり、実用化・量産までの距離は大きい。長期的な蓄電技術ポートフォリオの一角としてウォッチする意義はあるが、短期的な投資インパクトは限定的。