日本成功開發初步依賴貴金屬的電池還原觸媒

全球每年產生超過1億噸的稻殼，由於難以分解且應用用途有限，長期以來大多被焚燒處理，造成溫室氣體排放。另一方面，隨著電動車和再生能源裝置的普及，銅礦的開採也在成長，而作為黃銅礦（CuFeS₂）副產物的黃鐵礦（FeS₂）亦未被有效利用，且棄置後與雨水反應會使土壤酸化、對環境造成負擔。

著眼於此，東北大學、秋田大學、北海道大學、物質・材料研究機構等單位合作，成功開發出以稻殼與黃鐵礦為原料的燃料電池用觸媒。以鐵與氮構成的 Fe–N₄ 結構雖然很適合拿來用在氧化還原的還原反應，但存在酸性條件下本身結構不穩定、難以長時間使用的課題需要克服。對此，團隊將含有來自黃鐵礦鐵離子的水溶液中，浸泡稻殼一整晚，接著進行水熱炭化（將含水物質在密閉容器中加熱，模仿在地質中的條件使之形成煤炭的方法），使得鐵均勻分散在材料內、有利於後續加工。接著會在高溫混入尿素以促成鐵和氮氣的結合。而測試結果顯示新觸媒在酸性、中性、鹼性環境下皆表現出高度穩定性，且酸性條件下的電流保持率更是超越白金觸媒，一舉數得。

資料來源：東北大學（2025年7月7日）

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