2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of High-Performance Oxygen Reduction Electrode Catalysts Using Ionic Liquid-Quantum Beam Irradiation Method
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15H03591
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
津田 哲哉 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90527235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清野 智史 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90432517)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 量子ビーム / 電極触媒 / 燃料電池 / イオン液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イオン液体への量子ビーム（加速器電子線、ガンマ線など）照射によるナノ粒子調製法は、還元剤や生成したナノ粒子の安定化剤を使用することなく、水溶液中で不安定な金属を含む多岐にわたる種類のナノ粒子が合成できる。本年度においても引き続き、固体高分子形燃料電池用電極触媒の開発において重要な研究課題である白金使用量の削減、電極触媒能の向上、炭素担体の安定性向上に関する研究に取り組んだ。前年度までの研究によって、白金使用量の削減および電極触媒能の向上に寄与可能な白金-ニッケルナノ粒子が合成できることを既に見い出しているが、その収率は他の貴金属系ナノ粒子と比較して著しく低い。この原因を明らかとするため、種々のイオン液体を用いて白金-ニッケルナノ粒子の合成を検討した。量子ビーム照射後の試料を熱分解還元が起こらない温度範囲で加熱撹拌したところ、より多くの白金-ニッケルナノ粒子を得ることができた。また、この知見を利用することでカーボンブラック上に白金-ニッケルナノ粒子を担持することに成功した。イオン液体の種類がナノ粒子の成長に与える影響についても調査したが、これまで利用してきたイミダゾリウム系イオン液体に直鎖アルキルアンモニウム系イオン液体を添加した二成分系イオン液体において、より効率的にナノ粒子が生成されることを確認した。さらに、短時間で同じ吸収線量の照射が可能な加速器電子線よりも、長時間の照射が必要なガンマ線を利用した方が粒子の成長が促進される傾向にあることもわかった。炭素担体へのナノ粒子担持の際にイオン液体が関与することは既にわかっているが、イオン液体の種類が炭素担体に与える影響についての知見は欠如しており、これについてもスパッタ法で作製したナノ粒子をモデルケースにして調査したところ、ナノ粒子と炭素担体界面での分子構造が電極触媒能や炭素担体の安定性向上に大きな影響を及ぼすことを見い出した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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