| Project/Area Number |
12F02382
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Research Field |
Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
奥山 喜久夫 広島大学, 大学院工学研究院, 特任教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
RATNA Balgis 広島大学, 大学院工学研究, 外国人特別研究員
RATNA Balgis 広島大学, 大学院・工学研究院, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2012 – 2014-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2013)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | ナノ粒子 / 噴霧乾燥法 / 噴霧熱分解法 / ナノ粒子構造体 / カーボン / 燃料電池 / ポーラス構造体 / 触媒特性 |
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| Research Abstract |
本研究では、噴霧乾燥法による粒子合成技術を活用し、粒子のポア径だけでなく、表面特性、形状、穴の種類(2種類のポアサイズを持つ構造体)が厳密に制御されたカーボン系ナノ粒子構造体材料の合成と触媒性能評価、構造や界面制御と理論数値解析、大量合成(スケールアップ)プロセス開発、を検討することを目的に研究を実施した。
本年度は、初年度に製作した噴霧熱分解装置を用いて、フェノールからのカーボン微粒子の合成と燃料電池への応用について検討した。これまでは、カーボンのナノ粒子を利用してきたが、フェノールからカーボンを生成させることで、フェノールとテンプレート粒子(ポリスチレンラテックス粒子)の自己組織化によりポーラスカーボン微粒子の合成に成功した。合成したポーラスカーボン粒子に含浸法により白金を担持させ、燃料電池の電極触媒性能を測定した。その結果、電気化学表面積(ECSA)が450.81mA/mg-Pt、質量活性(Mass Activity)が81.78㎡/g-Ptと市販の触媒粒子よりも高い性能を持つ触媒材料の合成に成功した。この結果については、ACS Applied Materials and Interfacesに掲載された。また、ゼータ電位が+53.1mVから-35mVまで制御されたテンプレート粒子を使い分けることで、微粒子の構造を制御できることを明らかにした。ゼータ電位+53.1mVのPSL粒子を用いた時は中空構造となり、ゼータ電位を-35mVのときはポーラス構造となった。フェノール樹脂とPSL粒子の質量混合比を1:1.6、PSLの粒子径を約230㎚にすることで安定した中空粒子、ポーラス粒子を合成できることがわかった。合成したカーボン微粒子の吸着性能値はポーラス粒子が中空粒子よりも約1.5倍高い値を出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
(抄録なし)
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