2005 Fiscal Year Annual Research Report
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13134201
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
中川 紳好 群馬大学, 工学部, 教授 (70217678)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 靖 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (50286639)
福長 博 信州大学, 繊維学部, 助手 (30313844)
中里 勉 群馬大学, 工学部, 助手 (30323330)
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| Keywords | DMFC / 燃料電池 / 固体高分子 / メタノール / 電極 / エネルギー変換 / メソポーラスカーボン / 触媒 |
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| Research Abstract |
(1)高性能DMFCの実証
これまでの検討結果から、触媒層厚さを増やさず、触媒成分を電極/電解質界面に集中添加することが電極過電圧低減に有効であることが明らかになった。そこで、触媒として従来のカーボンプラックへの担持触媒ではなく、Pt-Ruブラック、Ptブラックの使用を検討した。これらブラック触媒が界面に均一に層を形成できるようにするために多孔質拡散層表面に下地層を設ける工夫を行った。この調整をこれまで検討してきたアノードに加え、カソードの触媒層に対しても行い、その結果、常圧、80℃で0.35W/cm^2(昨年度0.22W/cm^2)という高出力を達成することに成功した。この値はDMFCの常圧での出力としては世界でもトップレベルと言える。
(2)電極のミクロ構造、層構造の最適化と電極設計指針の構築
本特定領域グループの他班が合成したメソポーラスカーボンを担持体としてPtRuを高微分散担持した電極触媒の合成に成功した。硝酸塩を出発とする含浸還元熱分解法を用い、還元熱分解操作温度を低温度に設定して合成した。FE-SEMおよびTEMの観察結果から、2〜3nm径の合金微粒子が通常のカーボンブラック上では達成できないほどの高密度で分散担持ができていることが観察された。同触媒をグラッシーカーボン電極に担持して、1Mメタノールを含む硫酸水溶液中でのメタノール酸化活性を調べたところ、市販のPtRu/C触媒に比べ合成した触媒の質量活性が7程度倍高いことを確認した。
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