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ナノワイヤ電極を複合した新規メソ多孔体の創製と内部空間における電気化学反応制御

Research Project

Project/Area Number 18750180
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Inorganic industrial materials
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

岡崎 健一  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 助教 (70402485)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywordsナノ材料 / 酸化亜鉛 / 異方成長 / テンプレート / 電極触媒 / 燃料電池 / 白金ナノ粒子 / 酸化亜鉛ナノロッド / 多孔質電極
Research Abstract

初年度(前年度)、基板上に異方成長したロッド形状酸化亜鉛粒子(ZnOナノロッド)を鋳型とした、一次元細孔を有する新規多孔質金(Au)電極の作製方法を確立した。本年度は、触媒活性の高い白金(Pt)ナノ粒子を担持したZnOナノロッドを鋳型として、細孔の内表面にPtナノ粒子が高分散担持した多孔質電極の作製を試み、その電極触媒活性を評価した。FTO基板上に担持した平均直径56nm、密度41本/μm^2のZnOナノロッドに、平均粒径9nmのPtナノ粒子を電気泳動により担持した。Pt担持量は電気泳動の時間に比例して増加し、120分間の泳動により約50μg/cm^2のPtナノ粒子を担持できることがわかった。このようなPtナノ粒子担持ZnOナノロッドを鋳型として作製した多孔質Au電極表面には、平均細孔径約55nmの細孔が確認されその密度は30個/μm^2であり、精密に鋳型のロッド形状を転写した表面構造を有することがわかった。燃料電池触媒への応用を検討するため、異なるPt担持量のZnOナノロッドから作製した多孔質電極を用いて、メタノール酸化反応に対する触媒活性を評価した。いずれのPt担持電極においても-0.17V(vs.Ag/AgC1)にメタノールの酸化反応に帰属されるピークが観測された。Ptを23μg/cm^2以上担持した電極は、バルクのPt板電極と同等の触媒活性であったが、より少量のPtを担持した電極では、Pt担持量あたりの電流密度は約3倍上昇した。以上のことから今回作製したPt担持多孔質電極は、少量のPt担持で効率よくメタノール酸化反応反応が進行する、高活性電極触媒として機能することが明らかとなった。近年のエネルギー問題に対して、燃料電池の高効率化およびPt使用量の少量化は重要な課題であり、本結果はこれら課題の改善策の一つとして有効であると期待される。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Single-step synthesis of gold-silver alloy nanoparticles in ionic liquids by a sputter deposition technique2008

    • Author(s)
      K. Okazaki, T. Kiyama, 他 (全6人)
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Pages: 691-693

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-step Synthesis and Photosensitivity of Size-quantized Cadmium Chalcogenide Nanoparticles Deposited on Porous Zinc Oxide Film Electrodes2007

    • Author(s)
      K. Okazaki, N. Kojima, 他 (全5人)
    • Journal Title

      Chem. Lett. 6

      Pages: 712-713

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facie Synthesis of ZnS-AgInS_2 Solid Solution Nanoparticles for a Color-Adjustable Luminophore2007

    • Author(s)
      T. Torimoto, T. Adachi, K. Okazaki, 他 (全8人)
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc. 129

      Pages: 12388-12389

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photocatalytic Syntheses of Azoxybenzene by Visible Light Irradiation of Silica-Coated Cadmium Sulfide Nanocomposites2007

    • Author(s)
      B. Pal, T. Torimoto, K. Okazaki, B. Ohtani (全4人)
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Pages: 483-485

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ロッド形状酸化亜鉛粒子を鋳型とする多孔質金属電極の作製と電極触媒活性評価2008

    • Author(s)
      岡崎健一, 小塚智之, 鳥本司
    • Organizer
      電気化学会 第75回大会
    • Place of Presentation
      山梨大学
    • Year and Date
      2008-03-31
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Facile Synthesis of Gold-Silver Alloy Nanoparticles Dispersed in Ionic Liquids by a Sputter Deposition Technique2008

    • Author(s)
      K. Okazaki, T. Kiyama, 他 (全6人)
    • Organizer
      International mini-Symposium on Control and Analysis of Reactions at Electrode/Solution Interface with Atomic/Molecular Resolution
    • Place of Presentation
      Hokkaido Univ., Japan.
    • Year and Date
      2008-03-10
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 立方体銀粒子をテンプレートとする金ナノフレーム構造体の電気化学的作製2007

    • Author(s)
      安井淳一, 岡崎健一, 鳥本司
    • Organizer
      第18回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部駿河台キャンパス
    • Year and Date
      2007-12-09
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Size-Tunable Synthesis of Cadmium Chalcogenide Nanoparticles on Porous Zinc Oxide Film Electrodes and Their Photoelectrochemical Property2007

    • Author(s)
      K. Okazaki, N. Kojima, 他 (全5人)
    • Organizer
      International Symposium on Eco Topia Science 2007
    • Place of Presentation
      Nagoya Univ., Japan.
    • Year and Date
      2007-11-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 金ナノフレーム構造体の電気化学的作製2007

    • Author(s)
      安井淳一, 岡崎健一, 鳥本司
    • Organizer
      第60回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      信州大学 松本旭キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-22
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ロッド形状酸化亜鉛粒子をテンプレートとする多孔質電極の作製と構造制御2007

    • Author(s)
      小塚智之, 岡崎健一, 鳥本司
    • Organizer
      第60回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      信州大学 松本旭キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Size-Tunable Synthesis of Cadmium Chalcogenide Nanoparticles on Porous Zinc Oxide Film Electrodes, and Their Photoelectrochemical Property2007

    • Author(s)
      K. Okazaki, N. Kojima, 他 (全5人)
    • Organizer
      211th Meeting of the Electrochemical Society
    • Place of Presentation
      Chicago, Illinois, USA.
    • Year and Date
      2007-05-08
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 立方体銀粒子への位置選択的電気化学析出による金ナノフレーム構造体の作製2007

    • Author(s)
      安井淳一, 岡崎健一, 鳥本司
    • Organizer
      電気化学会 第75回大会
    • Place of Presentation
      山梨大学
    • Year and Date
      2007-03-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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